(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像化手順と組み合わせて実行されるべき注入手順のために、少なくとも一つのパラメータを決定する方法であって、つぎの工程を有している、
(a)  造影増強薬剤を含んでいる造影増強流体のテストボーラスを注入し、
(b)  造影増強流体のテストボーラスが通過するとき、造影システムによって少なくとも２箇所の対象領域を走査して、少なくとも２箇所の対象領域の各々についての造影時間増強曲線をそこより得、
(c)  造影時間増強曲線の各々から一つの離散的データポイントを導き出し、従って離散的データポイントの各々は、それに対応する造影時間増強曲線について一対の測定値を構成し、
(d)  造影時間増強曲線から得た離散的データポイントをモデルに代入して、少なくも生理的変数の値についての評価をそこから得、
(e)  生理的変数の値の評価を使って、モデルを介し、１つの画像化手順と組み合わせて実行されるべき注入手順のための少なくとも１つのパラメータを決定する、画像化手順と組み合わせて実行されるべき注入手順のために、少なくとも一つのパラメータを決定する方法。
【請求項２】
生理学的な変数は心肺機能に関係するものである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも１つのパラメータは、造影増強流体の注入のための注入手順の少なくとも１相のパラメータ、又は画像化システムのパラメータである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
第１の対象領域の造影時間増強カーブからの離散的データポイントは、第１の対象領域を通った造影増強流体の１回目の通過に対応し、第２の対象領域の造影時間増強カーブからの離散的データポイントは、第２の対象領域を通った造影増強流体の１回目の通過に対応する、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
第１の対象領域の造影時間増強カーブは、時間軸上にて、第２の対象領域の造影時間増強カーブと部分的にオーバーラップする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
所定時間に於ける造影増強カーブの１つのカーブ上での造影増強薬剤の濃度は、所定時又は質量バランスの保存を使って、所定時に近い時に於ける他の造影増強カーブ上の造影増強薬剤の濃度に関連する、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
第１の対象領域と第２の対象領域との間の造影増強流体の損失は、無視できると仮定された、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
第１の対象領域の血液量は、第２の対象領域の血液量に等しいと仮定された、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
モデルは、心拍出量及び血液量が生理学的変数である生理学的モデルであり、注入側と測定地点間の心拍出量及び血液量は、患者について演算され、少なくとも一つのパラメータは生理学的モデルを用いて決定される、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
モデルは、心拍出量及び血液量が生理学的変数である生理学的モデルであり、注入側と測定地点間の心拍出量及び血液量は、患者について演算され、少なくとも一つのパラメータは生理学的モデルを用いて決定される、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
第１の対象増強領域に対するピーク増強への時間Ｔ1及び第２の対象増強領域に対するピーク増強への時間Ｔ2がモデルに入力される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
第１の対象増強領域のピーク増強に於ける濃度Ｃ1(Ｔ1)及び第２の対象増強領域のピーク増強に於ける濃度Ｃ2(Ｔ2)がモデルに入力される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
周辺注入側から各対象領域内に注入された造影剤の分布は、以下の生理学的モデルの解析解によって記載され、
【数１】
0005437240.tif 000036
ここで、原点ｔ＝０は造影剤が対象領域に到達する時間に相当し、Ｑinj［ｍｌ/秒］は注入速度であり、Ｔinj［秒］は注入持続時間であり、Qco［ｍｌ/秒］は心拍出量であり、ＶBは注入側と測定点間の血液量であり[ｍｌ]、Ｃiは造影剤源の造影濃度であり、そこから造影剤が患者に注入され、Ｃｏ(ｔ)は時間ｔに於ける薬剤の対象領域の血液濃度である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
濃度は以下の式によって増強レベルと関連づけられる。
Ｃｏ(ｔ)＝ｓ(ｔ)/Ｋ
ここで、ｓ(ｔ)は時間ｔに於ける増強レベルであり、Ｋ[ｍｇＩ/ｍｌ]は変換係数である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
Ｔinjは、注入持続時間であり、造影増強薬剤の到達とピーク増強への時間との間の時間量である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
【数２】
0005437240.tif 000037
であり、ここで、maxｓ2(Ｔ2)[Hu]は、第２の対象領域に於ける最大増強レベルであり、Ｃ2(Ｔ2)は、第２の対象増強領域に対するピーク増強に於ける濃度である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
時刻T1に於ける第１対象領域の濃度C1は、つぎの数式で推定される
【数３】
0005437240.tif 000038
ここでC1(T1)は、時刻T1に於ける第１対象領域の濃度C1であり、C2(T2)は、時刻T2に於ける第２対象領域の濃度C2である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
血液量ＶBは、以下の式の１つを用いて決定される
【数４】
0005437240.tif 000039
、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
心拍出量ＱCOは、以下の式を用いて決定される：
【数５】
0005437240.tif 000040
請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
決定された値Qcoはモデル内で使用され、少なくとも１つのパラメータを決定する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
画像化注入の第２の対象領域に於けるピーク増強時T2にてピーク増強に於ける造影剤の濃度C(T2)は、以下の式を用いて、画像化注入の注入流速Ｑinj及び画像化注入の注入持続時間Ｔinjに関連づけられる
【数３４】
0005437240.tif 000041
、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
走査開始時に於ける第２の対象領域に於ける造影剤濃度Ｃ(Tstart)は、以下の式によって与えられる。
【数７】
0005437240.tif 000042
ただしΔＴは走査持続時間であり、Ｃ(Tstart)はＣ(Tstart＋ΔＴ)に等しい、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
Ｃ(Tpeak)及びＣ(Tstart)増強は、Tinj及びQinjについての容認可能な入力値について決定される、ただし最大値Qinj及び最小値Qinj及び最大値Ｔinj及び最小値Ｔinjは定まっている、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
最大値Tinjは、走査持続時間プラス定数の関数として定められ、最小値Tinjは、走査持続時間として定められる、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
診断プロトコル流速Ｑ*inj及び注入持続時間Ｔ*injの値は、コスト関数を最小にする観点から決定される。
【数８】
0005437240.tif 000043
、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
第１の対象領域は、肺動脈であり、第２の対象領域は、上行大動脈である、請求項２に記載の方法。
【請求項２７】
第１の対象領域は、肺動脈であり、第２の対象領域は、上行大動脈であり、診断プロトコル流速の値は、コスト関数を最小にする観点から決定される：
【数９】
0005437240.tif 000044
ここでTstartは走査の開始時間であり、Ｒ1は造影剤のみが注入される相の注入速度であり、ΔTinj1は、造影剤のみが注入される相の持続時間であり、Ｒ2は造影剤と希釈液が注入される相の注入速度であり、ΔTinj2は、造影剤と希釈液が注入される相の持続時間であり、CLH-Peakは、左心に於けるピーク増強での演算された濃度であり、CLH-Desiredは、左心に於けるピーク増強での所望の濃度であり、CLH-Startは、走査開始時に於ける左心の演算された濃度であり、CLH-Target-Desiredは、走査開始時に於ける左心の所望された濃度であり、CLH-Endは、走査終了時、即ちＴEndに於ける左心の演算された濃度であり、CRH-Startは、走査開始時に於ける右心の演算された濃度であり、CRH-Target-Desiredは、走査開始時に於ける右心の所望された濃度であり、CRH-Endは、走査終了時の右心に於ける演算された濃度であり、αは重み付け因子であり、βは重み付け因子であり、γは
ペナルティ値であり、γは、
【数１０】
0005437240.tif 000045
が真であれば、ゼロでなく、
【数１０】
0005437240.tif 000046
が真でなければ、０である。ただしVLoadは、利用可能な造影剤の総量である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２８】
CLH-Peakは、以下の如く演算された値の大きい方である
【数１１】
0005437240.tif 000047
、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
時刻Ｔに於いて該当する右心内又は左心内の濃度CTは、Ｔ＜(Tarr＋ΔTinj1)の時に、ＴはTstart又はTendの何れかであり、Tarrは右心又は左心の該当する方の造影剤の到着時間であって、以下の式を用いて演算される。
【数１２】
0005437240.tif 000048
、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
時刻Ｔに於いて該当する右心内又は左心内の濃度ＣTは、
(Tarr＋ΔTinj1)＜Ｔ＜(Tarr＋ΔTinj1＋ΔTinj2)のとき、以下の式によって演算される。
【数１３】
0005437240.tif 000049
、請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
時刻Tに於いて該当する右心内又は左心内の濃度ＣTは、
Ｔ＞(Tarr＋ΔTinjA＋ΔTinjAB)のとき、以下の式によって演算される。
【数１４】
0005437240.tif 000050
、請求項２８に記載の方法。
【請求項３２】
生理学的な変数は、少なくとも１つのパラメータを決定するために、そのモデル又は少なくとも１つの他のモデルに関連して用いられる、請求項２に記載の方法。
【請求項３３】
少なくとも１つの他のモデルは、パラメトリックモデル又は非パラメトリックモデルである、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
工程(d)(e)は；
（１）  血液量VBの２つの等式のひとつ
【数４】
0005437240.tif 000051
と、心拍出量Qcoの等式
【数５】
0005437240.tif 000052
へ、各離散的データポイントの測定値の対が入力されて、血液量VB及び心拍出量QCOを解き、
（２）  少なくともつぎの等式の使用を含む自動反復方式：      
【数６】
0005437240.tif 000053
及び
【数７】
0005437240.tif 000054
であって、これらへ血液量VBと心拍出量Qcoを入力し、
これらへ少なくとも注入流量Qinjと注入継続時間Tinjの各々の最大値から最小値までの値を反復挿入して、コスト関数:
【数８】
0005437240.tif 000055
を最小にするC(TPeak)とC(Tstart)の値を確認し、
よってコスト関数を最小にする注入流量Qinjと注入継続時間Tinjは、注入処置における実行されるべき少なくとも１つのパラメータのうちの２つである、ただしC(TPeak)はピーク増強に於ける造影増強剤の濃度であり、C(Tstart)は画像システムによる走査開始時の造影増強剤の濃度であり、２対象領域の少なくとも１つに於ける造影増強剤の所望ピーク濃度DesirePeakと所望目標濃度DesiredTargetは操作者によってコスト関数へ挿入されたものである、請求項１に記載の方法。
【請求項３５】
工程(d)(e)は；
（１）  血液量VBの２つの等式のひとつ
【数４】
0005437240.tif 000056
と、心拍出量Qcoの等式は
【数５】
0005437240.tif 000057
へ、各離散的データポイントの測定値の対が入力されて、血液量VB及び心拍出量QCOを解き、
（２）  少なくともつぎの等式の使用を含む自動反復方式：      
【数６】
0005437240.tif 000058
及び
【数７】
0005437240.tif 000059
であって、これらへ血液量VBと心拍出量Qcoを入力し、
これらへ少なくとも注入流量Qinjと注入継続時間Tinjの各々の最大値から最小値までの値を反復挿入して、コスト関数:
【数９】
0005437240.tif 000060
を最小にするC(TPeak)とC(Tstart)の値を確認し、
よってコスト関数を最小にする注入流量Qinjと注入継続時間Tinjは、処置における実行されるべき少なくとも１つのパラメータのうちの２つである、ただしC(TPeak)はピーク増強に於ける造影増強剤の濃度であり、C(Tstart)は画像システムによる走査開始時の造影増強剤の濃度であり、またTstartは走査開始時間であり、R1は造影剤だけが注入された場合の相中の注入割合であり、△Tinj1は造影剤だけが注入された場合の相の継続時間であり、R2は造影剤と希釈剤が注入された場合の相中の注入割合であり、△Tinj2は造影剤と希釈剤が注入された場合の相の継続時間であり、CLH-Peakは左心での造影ピークに於ける計算濃度値であり、CLH-Desiredは左心での造影ピークに於ける所望濃度値であり、CLH-Startは測定開始時における左心の計算濃度値であり、CLH-Target-Desiredは走査開始時における左心での造影ピークの所望濃度値であり、CLH-Endは走査終了時即ちTEndにおける左心での計算濃度値であり、CRH-Startは右心での走査開始時に於ける計算濃度値であり、CRH-Target-Desiredは走査開始時における右心での所望濃度値であり、CRH-Endは走査終了時における右心での計算濃度値であり、αは重み付け係数であり、βは重み付け係数であり、γはペナルティ値であって、
【数１０】
0005437240.tif 000061
が真の時は、γはゼロではなく、
【数１０】
0005437240.tif 000062
が真ではないときは、γはゼロであり、ただしVLoadは使用できる造影剤の全量であり、また２対象領域の少なくとも１つに於ける造影増強剤の所望ピーク濃度DesirePeakと所望目標濃度DesiredTargetは操作者によってコスト関数へ挿入されたものである、請求項１に記載の方法。
【請求項３６】
画像化手順と組み合わせて患者について実行する注入手順のため少なくとも１つのパラメータを決定するパラメータ生成システムであって、注入手順は画像システムによって得られる画像の増強に適合した造影増強剤を含む造影増強流体を注入することを含み、該パラメータ生成システムはつぎの構成を有している:
(a)  少なくとも２つの時間増強曲線の各々から１つの離散的データポイントを処理するために形成されたモデルであって、各時間増強曲線はそれに対応した対象領域に連繋しており、そして離散的データポイントの各々は、それに対応する時間増強曲線上の一対の測定値を構成し、時間増強曲線は、患者に注入された造影増強流体のテストボーラスが対象領域を流通するときに対象領域を走査することによって生成され、
(b)  離散的なデータポイントをモデルを使うことによってパラメータ生成システムに入力するための入力システム;
(c)  モデル操作を可能にし入力システムから受信したデータポイントをそれを使って処理するためにモデルに送る少なくとも１つのプロセッサであって、患者について画像手順と組み合わせた注入手順のために少なくとも１つのパラメータが決められる、パラメータ生成システム。
【請求項３７】
各時間増強曲線からの離散的データポイントがモデルに代入されて、モデル内の生理学的な変数の値を決定し、変数は心肺機能に関係するものであって、注入手順を実行するための少なくとも１つのパラメータの決定に使われる、請求項３６に記載のパラメータ生成システム。
【請求項３８】
注入手順を実行するための少なくとも１つのパラメータをモデルを介して、少なくとも以下の工程を使って得る；
（a）  血液量VBの２つの等式のひとつであり、：
【数４】
0005437240.tif 000063
心拍出量Qcoの等式は：
【数５】
0005437240.tif 000064
であり、それらへ、各離散的データポイントの測定値の一対が入力されて、血液量VB及び心拍出量QCOを演算し、
（２）  少なくともつぎの数式の使用を含む自動反復方式：      
【数６】
0005437240.tif 000065
及び
【数７】
0005437240.tif 000066
であって、これらへ血液量VBと心拍出量Qcoを入力し、
これらへ少なくとも注入流量Qinjと注入継続時間Tinjの各々の最大値から最小値までの値を反復挿入して、コスト関数:
【数８】
0005437240.tif 000067
を最小にするC(TPeak)とC(Tstart)の値を確認し、
よってコスト関数を最小にする注入流量Qinjと注入継続時間Tinjは、注入処置における実行されるべき少なくとも１つのパラメータのうちの２つである、ただしC(TPeak)はピーク増強に於ける造影増強剤の濃度であり、C(Tstart)はセンサーによる測定開始時の造影増強剤の濃度であり、２対象領域の少なくとも１つに於ける造影増強剤の所望ピーク濃度DesirePeakと所望目標濃度DesiredTargetは操作者によってコスト関数へ挿入されたものである、請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
少なくとも１つのパラメータは、造影増強流体を注入する注入手順の少なくとも１つの相のパラメータ又は画像手順のパラメータである、請求項３７に記載のパラメータ生成システム。
【請求項４０】
第１の対象領域の時間増強カーブからの離散的データポイントは、第１の対象領域を通る造影増強流体造影増強流体の最初の通過に対応し、第２の対象領域の時間増強カーブからの離散的データポイントは、第２の対象領域を通る造影増強流体の最初の通過に相当する、請求項３７に記載のパラメータ生成システム。
【請求項４１】
第１の対象領域の時間増強カーブは部分的に、第２の対象領域の時間増強カーブと、時間軸上でオーバーラップする、請求項４０に記載のパラメータ生成システム。
【請求項４２】
所定時に１つの時間増強カーブ上の少なくとも１つの造影増強薬剤の濃度は、質量保存バランスを使用して、所定時又は所定時に近い時に於ける他の時間増強カーブ上の造影増強薬剤の濃度に関連付けられる、請求項４０に記載のパラメータ生成システム。
【請求項４３】
第１の対象領域と第２の対象領域との間の造影増強流体の損失は、無視できると仮定された、請求項４２に記載のパラメータ生成システム。
【請求項４４】
(a)  患者に対し注入手順を実行する際に、画像システムから得た画像のコントラストを増強するのに適した造影増強剤を含む造影増強流体を加圧注入する少なくとも１つの加圧システムと、
(b)  注入手順の際に少なくとも加圧システムの制御に使うための少なくとも１つのパラメータを決めるパラメータ生成システムであって、該パラメータ生成システムは、
(i)  少なくとも２つの時間増強曲線の各々から１つの離散的データポイントを処理するために形成されたモデルであって、各時間増強曲線はそれに対応した対象領域に連繋しており、そして離散的データポイントの各々は、それに対応する時間増強曲線上の一対の測定値を構成し、時間増強曲線は、患者に注入された造影増強流体のテストボーラスが対象領域を流通するときに対象領域を走査することによって生成され、
(ii)  離散的なデータポイントをモデルを使うことによってパラメータ生成システムに入力するための入力システム;
(iii)  モデル操作を可能にし入力システムから受信したデータポイントをそれを使って処理するためにモデルに送る少なくとも１つのプロセッサであって、患者について画像手順と組み合わせた注入手順のために少なくとも１つのパラメータを決めるプロセッサ；
を具えるインジェクタシステム。
【請求項４５】
(a)  患者に対し注入手順を実行する際に、画像のコントラストを増強するのに適した造影増強剤を含む造影増強流体を加圧注入する加圧システムと、
(b)  画像手順の際に画像を得る画像システムと、
(c)  画像手順と組み合わせて患者に実行するために少なくとも１つのパラメータを決めるパラメータ生成システムであって、該パラメータ生成システムは、
(i)  少なくとも２つの時間増強曲線の各々から１つの離散的データポイントを処理するために形成されたモデルであって、各時間増強曲線はそれに対応した対象領域に連繋しており、そして離散的データポイントの各々は、それに対応する時間増強曲線上の一対の測定値を構成し、時間増強曲線は、患者に注入された造影増強流体のテストボーラスが対象領域を流通するときに対象領域を走査することによって生成され、
(ii)  離散的なデータポイントをモデルを使うことによってパラメータ生成システムに入力するための入力システム;
(iii)  モデル操作を可能にし入力システムから受信したデータポイントをそれを使って処理するためにモデルに送る少なくとも１つのプロセッサであって、患者について画像手順と組み合わせた注入手順のために少なくとも１つのパラメータを決めるプロセッサ；
を具えるインジェクタシステム。
【請求項４６】
手順の少なくとも１つのパラメータを決定する方法であって、
(a)  薬剤のテストボーラスを注入し、
(b)  少なくとも２つの対象領域を、薬剤テストボーラスがそこを通過するときセンサーによって測定し、そこから少なくとも２領域の各々について時間濃度カーブを得、
(c)  各時間濃度曲線から１つの離散的データポイントを得ることにより、
各データポイントはそれに対応する時間濃度曲線上の一対の測定値を構成し、
(d)  時間濃度曲線から得た離散的データポイントをモデルに代入し、該モデルは各時間濃度曲線から得たデータポイントの内のわずか１つを処理して、手順を実行するための少なくとも１つのパラメータを得る様に構成されている、
工程を有する方法。
【請求項４７】
各時間増強曲線からの離散的データポイントがモデルに代入されて、モデル内の生理学上の変数を決定し、変数は心肺関数に関連し、手順を実行するための少なくとも１つのパラメータを得る際に使われる、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
離散的データポイントをモデルに代入して手順のための少なくとも１つのパラメータを得る工程は；
(a)  血液量ＶＢのための２等式
【数４】
0005437240.tif 000068
の１つと、心拍出力ＱＣOの等式
【数５】
0005437240.tif 000069
であって、血液量ＶＢと心拍出力ＱＣOを算出するために、各離散的データポイントの対の測定値が入力され、
(b)  少なくともつぎの等式の使用を含む自動反復方式：
【数６】
0005437240.tif 000070
及び
【数７】
0005437240.tif 000071
であって、これらへ血液量VBと心拍出量Qcoを入力し、これらへ少なくとも注入流量Qinjと注入継続時間Tinjの各々の最大値から最小値までの値を反復挿入して、コスト関数:
【数８】
0005437240.tif 000072
を最小にするC(TPeak)とC(Tstart)の値を確認し、
よってコスト関数を最小にする注入流量Qinjと注入継続時間Tinjは、処置における少なくとも１つのパラメータのうちの２つである、ただしC(TPeak)はピーク増強に於ける薬剤の濃度であり、C(Tstart)はセンサーによる測定開始時の薬剤の濃度であり、２対象領域の少なくとも１つに於ける薬剤の所望ピーク濃度DesirePeakと所望目標濃度DesiredTargetは操作者によってコスト関数へ挿入されたものである、請求項４６に記載の方法。
【請求項４９】
離散的データポイントをモデルに代入して手順のための少なくとも１つのパラメータを得る工程は；
(a)  血液量ＶＢのための２等式
【数４】
0005437240.tif 000073
の１つと、心拍出力ＱＣOの等式
【数５】
0005437240.tif 000074
であって、血液量ＶＢと心拍出力ＱＣOを算出するために、各離散的データポイントの対の測定値が入力され、
(b)  少なくともつぎの等式の使用を含む自動反復方式：
【数６】
0005437240.tif 000075
及び
【数７】
0005437240.tif 000076
であって、これらへ血液量VBと心拍出量Qcoを入力し、これらへ少なくとも注入流量Qinjと注入継続時間Tinjの各々の最大値から最小値までの値を反復挿入して、コスト関数:
【数９】
0005437240.tif 000077
を最小にするC(TPeak)とC(Tstart)の値を確認し、よってコスト関数を最小にする注入流量Qinjと注入継続時間Tinjは、処置における少なくとも１つのパラメータのうちの２つである、ただしC(TPeak)はピーク増強に於ける薬剤の濃度であり、C(Tstart)はセンサーによる測定開始時の薬剤の濃度であり、またTstartは測定開始時間であり、R1は薬剤だけが注入された場合の相中の注入割合であり、△Tinj1は薬剤だけが注入された場合の相の継続時間であり、R2は薬剤と希釈剤が注入された場合の相中の注入割合であり、△Tinj2は薬剤と希釈剤が注入された場合の相の継続時間であり、CLH-Peakは左心での造影ピークに於ける計算濃度値であり、CLH-Desiredは左心での造影ピークに於ける所望濃度値であり、CLH-Startは測定開始時における左心の計算濃度値であり、CLH-Target-Desiredは測定開始時における左心での造影ピークの所望濃度値であり、CLH-Endは走査終了時即ちTEndにおける左心での計算濃度値であり、CRH-Startは右心での測定開始時に於ける計算濃度値であり、CRH-Target-Desiredは測定開始時における右心での所望濃度値であり、CRH-Endは測定終了時における右心での計算濃度値であり、αは重み付け係数であり、βは重み付け係数であり、γはペナルティ値であって、
【数１０】
0005437240.tif 000078
が真の時は、γはゼロではなく、
【数１０】
0005437240.tif 000079
が真ではないときは、γはゼロであり、ただしVLoadは使用できる薬剤の全量であり、また少なくとも２対象領域の少なくとも１つに於ける薬剤の所望ピーク濃度DesirePeakと所望目標濃度DesiredTargetは操作者によってコスト関数へ挿入されたものである、請求項４６に記載の方法。
【請求項５０】
実行するべき注入手順の少なくとも１つのパラメータが、少なくとも次の工程を使うモデルによって決定される、
（a）  血液量VBの２つの等式のひとつ
【数４】
0005437240.tif 000080
と、心拍出量Qcoの等式
【数５】
0005437240.tif 000081
へ、各離散的データポイントの測定値の対が入力されて、血液量VB及び心拍出量QCOを解き、
（b）  少なくともつぎの等式の使用を含む自動反復方式：      
【数６】
0005437240.tif 000082
及び
【数７】
0005437240.tif 000083
であって、これらへ血液量VBと心拍出量Qcoを入力し、
これらへ少なくとも注入流量Qinjと注入継続時間Tinjの各々の最大値から最小値までの値を反復挿入して、コスト関数:
【数９】
0005437240.tif 000084
を最小にするC(TPeak)とC(Tstart)の値を確認し、
よってコスト関数を最小にする注入流量Qinjと注入継続時間Tinjは、処置における実行されるべき少なくとも１つのパラメータのうちの２つである、ただしC(TPeak)はピーク増強に於ける造影増強剤の濃度であり、C(Tstart)は画像システムによる走査開始時の造影増強剤の濃度であり、またTstartは走査開始時間であり、R1は造影剤だけが注入された場合の相中の注入割合であり、△Tinj1は造影剤だけが注入された場合の相の継続時間であり、R2は造影剤と希釈剤が注入された場合の相中の注入割合であり、△Tinj2は造影剤と希釈剤が注入された場合の相の継続時間であり、CLH-Peakは左心での造影ピークに於ける計算濃度値であり、CLH-Desiredは左心での造影ピークに於ける所望濃度値であり、CLH-Startは測定開始時における左心の計算濃度値であり、CLH-Target-Desiredは走査開始時における左心での造影ピークの所望濃度値であり、CLH-Endは走査終了時即ちTEndにおける左心での計算濃度値であり、CRH-Startは右心での走査開始時に於ける計算濃度値であり、CRH-Target-Desiredは走査開始時における右心での所望濃度値であり、CRH-Endは走査終了時における右心での計算濃度値であり、αは重み付け係数であり、βは重み付け係数であり、γはペナルティ値であって、
【数１０】
0005437240.tif 000085
が真の時は、γはゼロではなく、
【数１０】
0005437240.tif 000086
が真ではないときは、γはゼロであり、ただしVLoadは使用できる造影剤の全量であり、また２対象領域の少なくとも１つに於ける造影増強剤の所望ピーク濃度DesirePeakと所望目標濃度DesiredTargetは操作者によってコスト関数へ挿入されたものである、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本願は、２００７年７月１７日に出願された米国仮特許出願60/950,148号の利益を主張し、その開示内容は引用を以て、本願への記載加入とする。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
本発明は、心肺機能の評価及び流体搬送するための処置のパラメータを決定する装置、システム及び方法に関し、特に患者の心血管機能(例えば、心拍出量)の評価に基づいた患者への薬剤流体の搬送装置、システム及び方法に関する。特に医療注入処置中の患者への造影剤の搬送に関する。
【０００３】
以下の情報は、以下に開示された本発明及び発明が一般に用いられる環境を読み手が理解するのを手助けする為に提供される。ここで用いられる語句は、本明細書中で別段に明確に述べられていなければ、あらゆる特定の狭い解釈に限定することを意図するものではない。ここで述べられる参照文献は、本発明又は本発明の背景の理解を容易にするであろう。ここで述べられる全ての参考文献は、引用を以て、本願への記載加入とする。
【０００４】
放射線学的な試験用の造影剤(例えば、動力インジェクタを用いて)の投与は、臨床医が空の使い捨ての注射器を一定量の造影薬剤で充たすことから始まる。他の手順では、造影剤が予め充填されたシリンジが用いられる。臨床医は、次に診断画像を可能にすべく、患者に投与されるべき造影剤の流速及び流量を決定する。
作業者によって流量と流速が決定された生理食塩水の注入が、しばしば静脈又は動脈内への造影剤の投与に続く。現在の多くの入手可能なインジェクタでは、作業者は搬送すべき流速及び流量の複数の離散的な相(phase)をプログラムすることができる。例えば、ペンシルベニア州インディアノーラのメドラッド社から入手可能なＳＰＥＣＴＲＩＳ  ＳＯＬＡＲＩＳ(商標)及びＳＴＥＬＬＡＮＴ(商標)インジェクタは、患者に搬送する流速及び流量(例えば、造影剤及び／又は生理食塩水)の６つ以下の離散的ペア又は相の入力が出来る。
そのようなインジェクタ及びインジェクタについて用いるインジェクタ制御プロトコルは、例えば本発明の譲受人に譲渡された米国特許第6,643,537号及び米国公開公報第2004-0064041号に開示されており、その開示内容は引用を以て、本願への記載加入とする。そのような相の領域内での値又はパラメータは、通常は処置のタイプ毎に、そして注入／画像化処置を受ける各患者について、作業者によって手入力されている。或いは、以前に手入力された流量と流速はコンピュータメモリに格納されて、後で該コンピュータメモリから呼び出すことができる。しかし、特定の患者の特定の処置についてそのようなパラメータが決定されるべき方法は、十分には開発されていない。
【０００５】
この点に於いて、画像化及び他の手順時に、異なる患者については、要求される造影剤の投与量が異なることが認識されてきた。例えば、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第5,840,026号は、注入前或いは注入中に抽出された患者の特定のデータを用いて患者への注入を誂える装置及び方法を開示し、その開示内容は引用を以て、本願への記載加入とする。
患者の違いにより、医療的画像化手順について要求される投与量が異なることは認識されていたが、従来の医療的画像化手順は、医療的画像化手順時の造影剤注入は、予め設定された投与量、又は標準的な搬送プロトコルを使用し続けている。ＭＤＣＴ(又はＭＤＳＴ)スキャナを含む最近入手可能なＣＴスキャナは走査速度が速いから、そのような速いスキャナが用いられる業界の領域に於いて、単相注入は２相又は他の多面的な注入よりも優位である。投与に際して標準的で一定の又は前もって決まったプロトコルを用いれば(単相、２相又は多相の何れでも)手順を簡素化するが、同じプロトコルの下、異なる患者に同じ量の造影剤を供給することは、画像のコントラスト及び品質に異なる結果をもたらす。
更に、最新のＭＳＣＴスキャナを導入したときの、臨床実践及びＣＴ文献での問題点は、単一スライス及び螺旋形のスキャナに使用される標準コントラストプロトコルが、ＭＳＣＴマシンを用いる手順に良好にコード変換(translate)するかどうかということである。
【０００６】
少数の研究は、ＣＴ血管造影法(ＣＴＡ)中に注入プロセスの定量分析を試み、動脈の増強を改善し予測した。例えば、Baeと共同研究者は、造影剤の挙動の薬物動態学的(ＰＫ)モデルを開発し、最も安定した動脈の増強を引き起こす駆動関数を見つけることを目的として、連立微分方程式システムを解いた。K.  T.Bae、J.P.Heiken及びJ.A.Brink、“ＣＴに於ける大動脈・肝臓の造影剤の増強。パートＩ、コンピューターモデルを用いた予測。”放射線学  207巻.647-55頁、1998年;K.  T.Bae“ＣＴ及びＭＲ血管コントラストに於けるピークのコントラスト増強：何時生じ、何故生じるか？豚モデルに於ける薬物動態学の研究”放射線学  227巻.809-16頁、2003年,K.T.Bae他、“ＣＴ血管コントラスト法にて一様な延長された血管増強用の多面的な注入法：薬物動態学の分析及び豚の実験方法”放射線学、216巻.872-880頁、2000年、米国特許第5,583,902号、第5,687,208号、第6,055,985号、第6,470,889号及び第6,635,030号を参照し、その開示内容は引用を以て、本願への記載加入とする。
Baeらによって述べられた、単純化され仕切られたモデルの１セットの微分方程式の逆解は、造影剤の指数関数的に減少する流速が、ＣＴ画像化手順での最適な/一定の増強に帰着するかもしれないことを示す。しかし、ＰＫモデルの逆解法によって計算された注入プロフィールは、殆どのＣＴ動力付きインジェクタには、大きな修正無しでは、容易に実行することができないプロフィールである。
【０００７】
他のアプローチに於いて、Fleischmann及び共同研究者は、心臓血管の生理学及びコントラスト動態性を「ブラックボックス」として取り扱い、システムに短時間の造影剤ボーラスを課することにより、インパルス反応を決定した(ユニットインパルスに近似して)。
この方法に於いて、該インパルス反応にフーリエ変換を行ない、この伝達関数評価を操作して、以前に実行されたよりも適する注入軌道(trajectory)の評価を決定する。D.Fleischmann及びK.  Hittmair“ＣＴ血管コントラストについて、離散型フーリエ変形を用いた動脈増強の数学的分析及びボーラス幾何学の最適化”J  Comput  Assist  Tomogr,  23巻,474-84頁,1999年を参照し、その開示は引用を以て、本願への記載加入とする。
【０００８】
造影剤の単相投与(一般に、或る流速で100-150mlの造影剤)は、不均一な増強曲線の結果となる。例えば、上記のD.Fleischmann及びK.  Hittmair及びK.T.  Bae“ＣＴ及びＭＲ血管造影法に於けるコントラストピーク増強：何時生じ、何故生じる？豚のモデルに於ける薬物動態研究”放射線学  227巻.809-16頁、2003年を参照し、その開示は引用を以て、本願への記載加入とする。
FleischmannとHittmairは、このように大動脈の画像化を最適にする意図を持って、個々の患者に誂えた単相注入に造影剤の投与を適するように試みる枠組みを提案した。ＣＴ造影剤の提供を制御することの基本的な難しさは、中央の血管コンパートメントから高浸透圧薬剤が素早く拡散することである。更に、造影剤は、造影剤を含まない血液と混合して希釈される。
【０００９】
Fleischmannは、造影剤の短いボーラス注入、テスト注入(４ml/秒で１６mlの造影剤)が、診断の走査に先立って注入されることを禁止した。動的な増強走査が対象とする血管を横切って行なわれた。生じた処理済みの走査データ(テスト走査)は、患者/造影剤システムのインパルス応答として解釈された。Fleischmannは、テスト注入のフーリエ変換でテスト走査のフーリエ変換を除することにより、患者伝達関数のフーリエ変換を引き出した。システムが線形の時間不変式(ＬＴＩ)システムであり、そして所望の出力時間領域信号が既知であると仮定して(所定の増強レベルに於いて水平な（flat）診断走査)、Fleischmannは、患者伝達関数の周波数領域式で所望の出力の周波数領域式を割ることにより、入力時間信号を引き出した。Fleischmannらの方法は、注入システムの制約(例えば流速の限界)により、実際には実現できない入力信号を算出するから、算出された連続時間信号を一部削除(truncate)し近似せねばならない。
【００１０】
現行のインジェクタシステムを制御する問題に加え、そのような多くのシステムは、インジェクタシステムが動作すべき方法に於いて、利便さと柔軟性に欠けている。この点に於いて、医学的な注入手順の複雑さ、及び医療産業のあらゆる局面に於ける速いペースにより、作業者の時間及び技術が重要となる(place  a  premium)。
【００１１】
現行の多くの数量分析技術では、臨床的に実際的であることは、それゆえ通常の使用に適用する機会を減らす。生理学のモデルは、多くの生理学的パラメータの評価(例えば心拍出量、器官及び大血管の血液量、透過因子)を演繹的に要求することができる。
モデルは、ある数学的な制限があるため、テストボーラス増強に基づいて患者毎に適用することには十分には対応していない。更に、インパルス応答が造影剤の短いボーラスを使用して決定される方法論は、スキャナと注入システム間の時間ボーラス増強データを容易に移送する十分な手段が存在しないから、実際には実行するのが困難である。
【００１２】
流体搬送システムの制御は進化して、例えば所望の時間増強曲線を提供し、患者の安全を提供するが、患者に流体を搬送することを改善した装置、システム及び方法を開発することが尚、所望されている。
【発明の概要】
【００１３】
発明の要約
一態様に於いて、本発明は造影増強薬剤などの造影剤増強流体の注入を含む画像化手順のための少なくとも１つのパラメータを決定する方法を提供する。該方法は、造影増強流体のボーラスの注入によって生じる最初の対象領域について、画像化システムを用いて測定される少なくとも１つの造影時間増強カーブから決定された離散型ポイントデータをモデルに代入する工程を含む。幾つかの実施例に於いて、十分な数のデータポイントがモデルに代入されて、モデル内の生理学的変数の値を決定する。例えば、変数は心肺の機能に関係することが出来る。
【００１４】
多くの実施例では、画像システムを使用して測定される第２の対象領域の少なくとも第２の造影時間増強カーブからの少なくとも１つのデータポイントは、モデルに代入される。
【００１５】
例えば、少なくとも１つのパラメータは、造影増強流体の注入手順の少なくとも１つの相のパラメータ又は画像システムのパラメータになりえる。
【００１６】
幾つかの実施例では、第１の対象領域の時間増強カーブからのデータは、第１の対象領域を通る造影増強流体の最初の通過に相当する。また、第２の対象領域の時間増強カーブからのデータは、第２の対象領域を通る造影増強流体の最初の通過に相当する。
【００１７】
第１の対象領域の時間増強カーブの分析された部分は、例えば、第２の対象領域の時間増強カーブの分析された部分と、時間軸上でオーバーラップすることができる。
所定時に１つの造影増強カーブ上の少なくとも１つの造影増強薬剤の濃度は、質量保存バランスを使用して、所定時又は所定時に近い時に於ける他の造影増強カーブ上の造影増強薬剤の濃度に関連付けられる。
幾つかの実施例では、第１の対象領域と第２の対象領域との間の造影増強流体の損失は、無視できると仮定されている。幾つかの実施例では、第１の対象領域の血液量は、第２の対象領域の血液量に等しいと仮定されている。
【００１８】
モデルは、心拍出量及び血液量が変数である生理学的モデルである。注入側と測定地点間の心拍出量及び血液量は、患者について演算される。その後、手順プロトコル(例えば、画像手順)のパラメータは、生理学的モデル又は他のモデル(例えば、パラメータ又は非パラメータモデルであり得る)を用いて決定される。例えば、最適化手順は１又は２以上のパラメータを決定するのに実行され得る。
【００１９】
幾つかの実施例に於いて、第１の対象増強領域に対するピーク増強への時間Ｔ1及び第２の対象増強領域に対するピーク増強への時間Ｔ2が入力される。第１の対象領域に対するピーク増強に於ける濃度Ｃ1(Ｔ1)及び第２の対象領域に対するピーク増強に於ける濃度Ｃ2(Ｔ2)もまた入力される。
【００２０】
周辺注入側から各対象領域内に注入された造影剤の分布は、例えば以下の生理学的モデルの解析解によって記載される。
【数１】
0005437240.tif 000002
ここで、原点ｔ＝０は造影剤が対象領域に達する時間に相当する。Ｑinj［ｍｌ/秒］は注入速度であり、Ｔinj［秒］は注入持続時間であり、ＱCO［ｍｌ/秒］は心拍出量であり、ＶBは注入位置と測定点間の血液量[ｍｌ]であり、Ｃiは造影剤源内の造影剤の濃度であってそこから造影剤が患者に注入される。Ｃｏ(ｔ)は時間ｔに於ける薬剤の対象領域の血液濃度である。
【００２１】
例えば、濃度は以下の公式にて増強レベルに対応する：
Ｃｏ(ｔ)＝ｓ(ｔ)/Ｋ
ここでｓ(ｔ)[ハウンスフィールド又はＨｕ]は時間ｔに於ける増強レベルであり、Ｋ[ｍｇＩ/ｍｌ]は、変換係数である。
【００２２】
Ｔinjは例えば、造影増強薬剤の到達とピーク増強への時間間の時間量である。
【００２３】
Ｔinjに於ける血液濃度は、以下にて付与される：
【数２】
0005437240.tif 000003
ここでｍａｘｓ2(Ｔ2)[Ｈｕ]は、第２の対象領域に於ける最大増強レベルであり、Ｃ2(Ｔ2)は、第２の対象増強領域に対するピーク増強に於ける濃度である。
【００２４】
時間Ｔ２に於ける第１の造影増強カーブ上の造影増強薬剤濃度は、以下の式を用いて、時間Ｔ２に於ける第１の造影増強カーブ上の造影増強薬剤濃度に関連付けられる。
【数３】
0005437240.tif 000004
【００２５】
血液量ＶBは、以下の式の１つを用いて、決定される：
【数４】
0005437240.tif 000005
【００２６】
心拍出量ＱCOは、以下の式を用いて決定される：
【数５】
0005437240.tif 000006
ＱCOはモデル内で使用され、ＱCOは少なくとも１つのパラメータを決定する変数である。
【００２７】
画像化注入の第２の対象領域に於いて、ピーク増強時ＴPeakのピーク増強Ｃ(Ｔpeak)(しばしば、ここでは単にＣPeakと記載する)に於ける造影剤の濃度は、以下の式を用いて、画像化注入の注入流速Ｑinj及び画像化注入の注入持続時間Ｔinjに関連づけられる。
【数６】
0005437240.tif 000007
【００２８】
走査開始時Ｃ(Ｔstart)に於ける第２の対象領域に於ける造影剤の濃度は、以下の式によって付与される。
【数７】
0005437240.tif 000008
ΔＴは走査持続時間であり、その際Ｃ(Ｔstart)はＣ(Ｔstart＋ΔＴ)に等しい。
【００２９】
Ｃ(Ｔpeak)及びＣ(Ｔstart)増強は例えば、Ｔinj及びＱinjについての容認される入力値について決定され、最大値Ｑinj及び最小値Ｑinj及び最大値Ｔinj及び最小値Ｔinjが定められる。最大値のＴinjは例えば走査持続時間プラス定数の関数として定められ、最小のＴinjは例えば、走査持続時間として定められる。
【００３０】
診断プロトコル流速Ｑ*inj及び注入持続時間Ｔ*injの値は例えば、コスト関数を最小にすることの観点から決定できる。
【数８】
0005437240.tif 000009
【００３１】
他の実施例に於いて、第１の対象領域は、右心(例えば、肺動脈)において表示し又は濃度/増強の対象領域であり、第２の対象領域は、左心(例えば、上行大動脈)において表示し又は濃度/増強の対象領域であり、診断プロトコル流速の値は、コスト関数を最小にすることの観点から決定できる。
【数９】
0005437240.tif 000010
ここでＴstartは走査の開始時間であり、Ｒ1は造影剤のみが注入される相の注入速度であり、ΔＴinj1は、造影剤のみが注入される相の持続時間であり、Ｒ2は造影剤と希釈液が注入される相の注入速度であり、ΔＴinj2は、造影剤と希釈液が注入される相の持続時間である。
ＣLH-Peakは、左心に於けるピーク増強での演算された濃度であり、ＣLH-Desiredは、左心に於けるピーク増強での所望の濃度であり、ＣLH-Startは、走査開始時に於ける左心の演算された濃度であり、ＣLH-Target-Desiredは、走査開始時に於ける左心の所望の濃度であり、ＣLH-Endは、走査終了時、即ちＴEndに於ける左心の演算された濃度であり、ＣRH-Startは、走査開始時に於ける右心の演算された濃度であり、ＣRH-Target-Desiredは、走査開始時に於ける右心の所望の濃度であり、ＣRH-Endは、走査終了時の右心に於ける演算された濃度であり、αは重み付け因子であり、βは重み付け因子であり、γはペナルティである。γは例えば、
【数１０】
0005437240.tif 000011
が真であれば、所定の値(例えば、１０００)であり、
【数１０】
0005437240.tif 000012
が真でなければ、０であり、ＶLoadは、利用可能な造影剤の総量である。
【００３２】
ＣLH-Peakは例えば、以下の如く演算された値の大きい方であり得る。
【数１１】
0005437240.tif 000013
【００３３】
時間Ｔに於いて該当する右心又は左心内の濃度ＣTは、以下の式を用いて演算され、Ｔ＜(Ｔarr＋ΔＴinj1)の時に、ＴはＴstart又はＴendの何れかであり、Ｔarrは該当する右心又は左心の何れかの造影剤の到着時間である。
【数１２】
0005437240.tif 000014
【００３４】
時間に於いて規定の右心又は左心内の濃度ＣTは、(Ｔarr＋ΔＴinj1)＜Ｔ＜(Ｔarr＋ΔＴinj1＋ΔＴinj2)のとき、以下の式によって演算される。
【数１３】
0005437240.tif 000015
【００３５】
時間Ｔに於いて該当する右心又は左心内の濃度ＣTは、Ｔ＞(Ｔarr＋ΔＴinjA＋ΔＴinjAB)のとき、以下の式によって演算される。
【数１４】
0005437240.tif 000016
【００３６】
他の態様に於いて、本発明は、造影増強流体の注入を含む手順用の少なくとも１つのパラメータを決定するパラメータ生成システムを付与し、造影増強流体は画像化システム内にて造影を増強するのに適した造影増強薬剤を含む。システムは、テストボーラスの注入から生じる第１の対象領域からの少なくとも１つの第１の時間増強カーブからポイントデータを受信する入力システム、及び少なくとも一部はポイントデータのモデルへの代入に基づいて少なくとも１つのパラメータを決定すべく、入力システムに通信可能に繋がった少なくとも１つのプロセッサを含む。
上記の如く、十分な数のデータポイントがモデルに代入されて、モデル内の生理学的な変数の値を決定する。変数は例えば、心肺機能に関する。
【００３７】
少なくとも第２の対象領域にて、画像化システムを用いて測定された少なくとも第２の造影時間増強カーブからの少なくとも１つのデータポイントがまた、入力システムに入力されて、モデルに代入される。
【００３８】
例えば、少なくとも１つのパラメータは、造影増強流体の注入手順の少なくとも１つの相のパラメータ又は画像システムのパラメータになりえる。
【００３９】
第１の対象領域の時間増強カーブからのデータは、第１の対象領域を通る造影増強流体造影増強流体の第１の流路に対応し、第２の対象領域の時間増強カーブからのデータは、第２の対象領域を通る造影増強流体の第１の流路に相当する。
【００４０】
第１の対象領域の時間増強カーブの分析された部分は、例えば、第２の対象領域の時間増強カーブの分析された部分と、時間軸上でオーバーラップすることができる。
所定時に１つの造影増強カーブ上の少なくとも１つの造影増強薬剤の濃度は、質量保存バランスを使用して、所定時又は所定時に近い時に於ける他の造影増強カーブ上の造影増強薬剤の濃度に関連付けられる。
【００４１】
幾つかの実施例に於いて、第１の対象領域と第２の対象領域との間の造影増強流体の損失は、無視できると仮定されている。
【００４２】
他の態様に於いて、本発明は、造影増強流体の注入を含む手順用の少なくとも１つのパラメータを決定するパラメータ生成システムを含むインジェクタシステムを付与し、造影増強流体は画像化システム内にて造影を増強するのに適した造影増強薬剤を含む。
パラメータ生成システムは、テストボーラスの注入から生じる第１の対象領域からの少なくとも１つの第１の時間増強カーブからポイントデータを入力／受信する(手動又は自動化された、電子的な通信方法の何れかで)入力システム、及び少なくとも一部はポイントデータのモデルへの代入に基づいて少なくとも１つのパラメータを決定すべく、入力システムに通信可能に繋がった少なくとも１つのプロセッサを含む。
【００４３】
更なる態様に於いて、本発明はインジェクタシステム、画像化システム、及び画像化システムの造影を増強するのに適した造影増強薬剤を含む造影増強流体の注入を含む手順用の少なくとも１つのパラメータを決定するパラメータ生成システムを含むシステムを付与する。
パラメータ生成システムは、テストボーラスの注入から生じる第１の対象領域からの少なくとも１つの第１の時間増強カーブからポイントデータを入力／受信する入力システム、及び少なくとも一部はポイントデータのモデルへの代入に基づいて少なくとも１つのパラメータを決定すべく、入力システムに通信可能に繋がった少なくとも１つのプロセッサを含む。
【００４４】
更なる態様に於いて、本発明は、手順用の少なくとも１つのパラメータを決定する方法を付与し、薬剤のボーラスから生じる少なくとも第１の対象領域についてセンサを用いて測定された少なくとも１つの時間濃度カーブから決定される離散型ポイントデータをモデルに代入する工程を含む。十分な数のデータポイントがモデルに代入されて、モデル内の生理学的な変数の値を決定する。変数は例えば、心肺機能に関する。
第２の対象領域について、少なくとも第２の造影時間増強カーブからの少なくとも１つのデータポイントが測定されて、モデルに代入される。
【００４５】
注入手順についてここで用いられるように、用語「プロトコル」は、手順(例えば造影増強流体又は造影剤の注入に関する画像化手順)用の一群のパラメータを一般に指す。注入パラメータは例えば、注入手順中に患者に搬送される流体のタイミング、量及び／又は性質を規定する流速、注入量、注入持続時間、造影薬剤濃度等を含む。そのようなパラメータは、注入手順の間に変わる場合がある。
ここに使用される用語「相」は例えば、注入手順の総持続時間よりも短い期間(即ち、相持続時間)中に患者に搬送される流体の性質のタイミング、量及び／又は性質を規定する一群のパラメータを一般に指す。
このように、相のパラメータは、相の持続時間に対応する時刻に亘って、注入を記述する。特殊な注入手順についての注入プロトコルは例えば、単相(１つの相)、二相(２つの相)又は多相(２又は３以上の相、しかし一般的には２つより多い相)として記載される。多相注入はまた、注入手順の少なくとも一部に亘って、パラメータが連続的に変化する注入を含む。
【００４６】
決定され得るスキャナパラメータは、患者に送信される放射線量、パワー入力(例えば電圧又は電流)、タイミング(例えば走査開始時間、停止時間、遅延時間及び／又は持続時間)を含むが、これらに限定されない。
【００４７】
本発明とその特性及び付随する利点は、添付の図面に関する、以下の詳細な説明を参照すれば、最も良く認識され理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は、本発明の流体搬送システム及び方法の幾つかの実施例で用いられるフィックの原理モデルの概念図である。
【図２Ａ】図２Ａは、造影剤注入の簡略化されたモデルを示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の注入システム及び画像化システム、及び注入システムを示す領域に関して用いられるグラフィカルインターフェイスを示し、領域は注入流速、注入量及び例えば注入流体Ａ及びＢの３相の注入持続時間のパラメータ用である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明のシステムの実施例のスクリーンディスプレイの別の実施例を示す。
【図３】図３は、タイミング又はテストボーラスのサンプル濃度カーブを示し、ピーク及びピーク増強への時間はラベル付けされ、肺動脈(ＰＡ)カーブ上の第２地点(ＣPA(Ｔ2))に於ける濃度は、ピークの差によって概算される。
【図４】図４は、走査窓内のピーク及び目標濃度を示す診断注入のサンプル濃度カーブであり、走査開始時間ＴSTART及び注入持続時間Ｔinjは、左心内に造影剤が達する時間に比例する。
【図５】図５は、式(８)の溶液空間の等高線プロットを示し、Ｃi＝３７０ｍｇＩ/ｍｌ、Ｃpeak＝３５０ＨＵ、ＣTarget＝３００ＨＵ、ＱCO＝６.１Ｌ／分及びＶB＝０.７２Ｌである。
【図６】図６は、式(８)の溶液空間の表面プロットを示し、Ｃi＝３７０ｍｇＩ/ｍｌ、Ｃpeak＝３５０ＨＵ、ＣTarget＝３００ＨＵ、ＱCO＝６.１Ｌ／分及びＶB＝０.７２Ｌである。
【図７Ａ】図７Ａは、計算された注入が走査の終わりを越えて延びたときの注入切り捨てシナリオを示す。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａの注入切り捨てシナリオから生じる切り捨てプロトコルを示す。
【図８Ａ】図８Ａは、プロトコル切り捨てシナリオを示し、計算された注入持続時間は、走査終了前に最終的な造影剤量が対象領域に達する十分な時間無しに終了する。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａのプロトコル切り捨てシナリオから生じる「固定された」プロトコルを示す。
【図９Ａ】図９Ａは、方法の一実施例を示し、２重流れ(希釈)相が計算され対象物は走査開始時に希釈された造影剤を対象領域に到達させることであり、希釈されていない造影剤は走査開始時に右心に流入する。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａの２重流れ演算を用いて生成されたプロトコルを示す。
【図１０Ａ】図１０Ａは、ＰＣＴ国際出願PCT/US2007/026194で述べられた方法(Ａ)及び本発明の第１実施例の方法(Ｂ)を用いて決定された１５人以上のサンプル被験者の流速の比較を示す。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、本発明の一実施例の下、医学的に示された２重源の研究が予定された７０人の患者の研究グループにて得られたデータを示す。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、図１０Ｂの研究グループについて研究された各解剖領域についての平均減衰(ＨＵ)を示す。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、各研究グループと制御グループの研究に用いられる造影剤の平均量を示す。
【図１０Ｅ】図１０Ｅは、心臓出力の関数としての、造影剤の節約量のグラフである。
【図１０Ｆ】図１０Ｆは、研究された各解剖領域について各研究グループと制御グループの平均減衰を示す。
【図１１Ａ】図１１Ａは、肺動脈及び上行大動脈について用いられる本発明の方法の第１実施例の作業手順図の一部を示す。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、図１１Ａの作業手順図の残り部分を示す。
【図１２】図１２は、相対的なタイミング、及び診断注入プロトコル相、走査及び増強カーブの例を示す。
【図１３】図１３は、ＰＣＴ国際出願PCT/US2007/026194で述べられた方法(Ａ)及び希釈相での希釈速度は一定であり、右心増強要素／議論はコスト最適化関数に含まれない本発明の第１実施例の方法(Ｂ)、及び希釈相での希釈速度は変化し、右心増強要素／議論はコスト最適化関数に含まれる本発明の第２実施例の方法(Ｃ)を用いて決定された１５人以上のサンプル被験者のヨウ素投与速度の比較を示す。
【図１４】図１４は、ＰＣＴ国際出願PCT/US2007/026194で述べられた方法(Ａ)及び希釈相での希釈速度は一定であり、右心増強要素／議論はコスト最適化関数に含まれない本発明の第１実施例の方法(Ｂ)、及び希釈相での希釈速度は変化し、右心増強要素／議論はコスト最適化関数に含まれる本発明の第２実施例の方法(Ｃ)を用いて決定された１５人以上のサンプル被験者の造影剤量(ＣＭ量)速度の比較を示す。
【図１５】図１５は、本発明の第２実施例の下、ＤＳＣＴ心臓画像化(シーメンス(商標)社の定義)を経た１０人の被験者から収集された臨床データを示す。
【図１６Ａ】図１６Ａは、肺動脈及び上行大動脈について用いられる本発明の方法の第２実施例の作業手順図の一部を示す。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、図１６Ａの作業手順図の残り部分を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
発明の詳細な記載
本発明に於いて、患者内の１又は複数の対象領域の濃度が一時的に変化することを予測するモデル内の変数は、少なくとも１つの対象領域内の薬剤の少なくとも１つの濃度プロフィール(即ち、時間の関数としての濃度)からのデータを用いて決定され又は評価される。モデル内の現存する変数の数に基づいて、多数の離散型データポイントが、１又は２以上の造影濃度プロフィールから取られて(例えば、画像化システムを用いて生成される時間増強カーブによって提供される)、そのような変数の値を評価する。
多数のモデルに於いて、そのような変数は、心肺機能に関係する(即ち、心臓、肺及び血管機能/動特性)。例えば、本発明に用いられる代表的な実施例のモデルにて、２つの変数であり心拍出量(ＱCO)及び血液量(ＶB)は未知である。２つの離散的データポイント(即ち、２つの時間に於ける２つの濃度)は、それら変数の評価を決定するのに用いられる。
【００５０】
現在用いられる画像化システム又はスキャナの場合に於いて、１又は２以上の時間増強カーブに基づいて多数のデータポイントを正確に決定することは難しい(例えば、信号内のノイズ又は画像化システムからデータポイントを読み/決定する際の他の困難性の結果として)。
しかし、多数のモデルに於いて、例えばピーク増強及びピーク増強に関連する時間を決定するのは比較的簡単である。実際、そのようなシステムに関するソフトウエアはしばしば、ピーク増強及びピーク増強への時間を決定するように最適化される。
【００５１】
本発明の幾つかの実施例に於いて、モデル変数(例えば、心肺機能に関する変数)の評価は、時間の関数として薬剤の少なくとも２つの濃度プロフィールの分析、及び上記の如く、変数を決定するそのような濃度プロフィールからのポイントデータを用いてなされる。
そのような多くの実施例に於いて、１以上の対象領域に於ける濃度プロフィールが関連し、濃度及びピーク濃度に関連する時間(times)が、上記の如く、モデル内の変数を決定するのに用いられる。例えば、２つの生理学的変数を含むモデルの場合に於いて、最初の対象領域(即ち、患者の体内の位置)及び少なくとも第２の対象領域についてのピーク増強/濃度及びピーク増強への時間が、変数を決定するのに用いられ得る。
【００５２】
当業者ならば、適切なセンサシステムに関する略あらゆるタイプの薬剤について、分析が実行され、体内の２又は３以上の箇所又は領域にて薬剤の濃度プロフィールを測定することが判るだろう。複数の対象領域にて増強/濃度を測定すべく、造影増強流体の注入を組み合わせ、画像化システムを使用することは、本発明にて例えば心血管機能を評価する有効且つ低侵襲な技術を付与し、その組み合わせ又は造影注入/ＣＴ画像走査は、ここでの代表的な実施例として記載される。一旦、心血管パラメータ(例えば、心拍出量、血液量他)が評価されると、それらのパラメータは例えば治療薬剤の搬送のパラメータ、画像化手順用のパラメータを含む多数の手順のパラメータを決定するのに使用され得る。
【００５３】
造影増強流体の注入の場合、全テストボーラス時間増強カーブ(ここにしばしば、単に増強カーブと言及する)の適切な分析によって、最適な造影剤注入を開発するのに必要な心肺及び血管パラメータの十分な評価が可能になる。しかし、例えばスキャナと注入システム間にて時間−ボーラス増強データを容易に移送する十分な手段が存在しないから、そのような方法は限定される。市販のスキャナ及びインジェクタにて、スキャナと注入システム間を分析する時間増強カーブを共有することは現在は実施されないが、中間のアルゴリズムのオプションは今までどおり、時間―ボーラス増強カーブからアクセス可能なデータを組込むことができる。そのようなデータは例えば、患者の心血管の動特性を最良の実用的な表示を提供する。
PCT国際特許出願PCT/US2007/026194号のシステム及び方法に於いて、造影剤のヨウ素投入速度は、患者の体重及び走査持続時間に基づいて調節され、その開示は引用を以て本願への記載加入とする。公開されたPCT出願WO/2006/058280号及びWO/2006/055813号も参照されたく、その開示は引用を以て本願への記載加入とする。
決定された診断注入プロトコルは、患者の上行大動脈/大動脈弓のテストボーラス増強カーブのピーク増強値及びピークへの時間に基づいて、更に改良される。時間―増強カーブからのデータは、プロトコル生成に使用されて、走査遅延を決定し、希釈比及びそれによって次の２重流動相（そこでは造影剤と希釈剤が同時に注入される）のヨウ素投入速度を決定し、造影剤の過度の(患者への)注入を防ぐべく、どの時点で注入システムが停止すべきかを決定する。
その方法により、造影増強が患者体型に依存することが少なくなり、右心室の増強が一層一貫し、個別の注入プロトコルの実行中に技術者の仕事流れを容易にする見込みが示された。
残存する造影剤を除去する制約を緩和し、テストボーラスが投与された後に流速が調節されることを可能にするならば、その方法は更に最適化されることが可能である。
【００５４】
心拍出量及び血管の血液量は、造影剤のボーラスの伝搬に影響を与える重要なパラメータであることは周知である。テストボーラスからの全時間増強カーブが利用可能ならば、これらのパラメータの強健で信頼できる評価はパラメトリック又は非パラメトリックのパラダイムにて作ることができる。
時間増強カーブから全てを又は４ポイント以上を、手入力することを技術者に要求することは、過度に面倒であり得る。しかし、単一のテストボーラスカーブだけについてのピーク濃度とピーク到達時間から心拍出量の定量的な評価をするには、（ピーク増強と心拍出量の間に、逆比例の関係があるとすること以上の)有用な情報が不足している。
【００５５】
重み付け、走査持続時間、濃度及びテストボーラス増強データを有する回帰式(regression  formula)を用いて心拍出量及び血管の血液量を演算することはまた、決して最適ではない。
例えば、１つのデータセットから生成された回帰係数は、別のグループの治療反応を予測するのに必ずしも有効ではない。単純な計算図表も生成されて、その経験則は注入流速にテストボーラス増強データを写像する(map)。
他のアプローチは、参照テーブルの関係から全血量を推定し、注入ポイントと例えば心臓の解剖構造の間の量のみを考慮するために、要因によって分割することである。しかし、アルゴリズムのこれらの分類は決して最適ではない、何故なら、それらが物理的な法則に基づかず、パラメータ及び測定不確実性の変化には強固でなく、有効にするのが難しいからである。
更に、それらのアルゴリズムでは、造影剤／生理食塩水の希釈比、走査遅延及び造影剤の注入持続時間他の注入パラメータを容易に操作することができない。
【００５６】
上記の如く、幾つかの実施例に於いて、本発明のシステム及び方法は、例えば少なくとも２つの時間濃度/増強カーブ(各々異なる対象領域即ちＲＯＩ(Region  Of  Interest))についてのピークへの時間及びピーク濃度/増強を使用する、データ駆動のパラメータ評価技術を提供し、該時間濃度/増強カーブは例えばテスト又はタイミングボーラス(又は注入)から生じて、例えば注入側と心臓解剖構造との間の被験者の心拍出量及び血液量を評価する。
当業者には明らかなように、２以上のＲＯＩを、本発明の評価技術に用いることが出来る。
【００５７】
生理学的な変数(例えば、心拍出量及び／又は血液量)の概数が薬物動態学のモデルのようなモデルの中で使用されて、例えば対象領域内の所望の増強に達するように適切な注入パラメータを決定する。
生理学のパラメータが決定されたのと同じモデルは例えば、プロトコルパラメータ(例えば注入パラメータ及び／又は画像／走査パラメータ)を決定するのに使用され得る。
或いは又は更に、変数はプロトコル・パラメータを決定するために少なくとも１つの他のモデル(例えば、パラメトリックモデル又は非パラメトリックモデルでありえる)について使用され得る。
様々なモデルは、例えば、PCT国際特許出願PCT/US2007/026194号、及び公開されたPCT出願WO/2006/058280号及びWO/2006/055813号で述べられている。
多くの実施例、例えば最適化されたプロトコル生成アルゴリズムでは、入力として所定の生理学上の変数(例えば評価された心拍出量及び血液量)を使用して、走査持続時間中、所定の増強レベルを達成するために流速、注入持続時間及び／又は他のパラメータを計算する。
【００５８】
幾つかの実施例にて、最初のＲＯＩ(タイミングボーラス手順中)は、注入された造影増強流体の循環にて最初に生じ(即ち、それは循環経路内で注入側へ最も接近している)、第２のＲＯＩは画像化手順に主たる対象のＲＯＩである。
しかし、注入パラメータは、第１及び第２のＲＯＩの何れか又は両方に於いて、所望の増強を達成するように決定される。一般に、パラメータ評価技術の中で使用されるＲＯＩは、血液循環路内で互いに比較的接近して、第１路の増強カーブは増強カーブの少なくとも一部上で、互いにオーバーラップする。本発明の技術は例えば、血管造影法の研究の場合のように血管内にあるＲＯＩに良く適している。しかし、本発明の技術はまた、組織(腫瘍摂取に関する研究のような)に関する使用にも適している。
【００５９】
本発明の幾つかの代表的な研究に於いて、第１の時間増強カーブは、例えば肺動脈幹中のＲＯＩで生成され、第２の時間増強カーブは上行大動脈のＲＯＩから生成された。
データの生成は、肺動脈幹のレベルで、造影剤注入を開始してから例えば４-５秒後に、一連のコンピュータ断層撮影またはCT走査から生じる。
当業者ならば、本発明のシステムと方法が、これらに限定されないが、ＣＴ以外の核磁気共鳴映像法(MRI)走査、陽電子放射断層撮影(PET)走査、単光子放出断層撮影法(SPECT)走査を含む画像化技術にて適用可能であることが判る。
同様に、当業者ならば、第１と第２の対象領域のように、他の異なる対象領域も使用され得る。例えば、第１のＲＯＩと第２のＲＯＩは、周辺血管造影法を実行する脚の大腿動脈及び膝窩静脈である。ニューロＣＴ血管造影法の場合には、脳底動脈及び対応する流出静脈の何れかは、造影剤の第１回目の通過中は、ＲＯＩとして使用され得る。
ＲＯＩは、例えば、単一走査面にて画像化され得るＲＯＩに限定する必要はない。広いボリューム走査(例えば、広いボリュームＣＴ走査)の使用により、身体内の様々な面からのＲＯＩの使用が可能になる。
【００６０】
幾つかの実施例にて、本発明のシステム及び方法は、少なくとも一部は、１つのコンパートメント、オープン薬物動態学(pharmacokinetic)(ＰＫ)のモデルに基づく。そのようなモデルは例えば、血管構造のＣＴ血管造影法に於ける第１路の動特性をモデル化する際に用いるのに適している。
ＰＫモデルへの入力は、造影剤の濃度、注入流速及び持続時間であった。ピークへの時間及び２つの時間増強カーブのピーク増強を使用して、心拍出量及び注入側と例えば大動脈起始部間の血液量の評価を引き出す際には、ハウンスフィールドユニット[ＨＵ]に於いて測定された増強及び造影血液濃度間の線形関係、及び心肺回路の２つの部分間の質量保存の法則の線形の関係が仮定された。
一旦、心拍出量の概数が作られれば、それは例えばＰＫモデル(及び／又は１以上の他のモデルに関して使用された)の分析解に代入されて、画像化手順のパラメータを決定することができる。
幾つかの実施例に於いて、所望のピーク増強及び所望の目標増強(走査の開始及び終了時に達するべきＨＵレベルとして定義された)に達する最小流速及び注入持続時間が決定された。
【００６１】
所望の増強(例えば、定義されたピーク及び目標とする増強ゴール)に達する最短の注入持続時間が決定された後に、走査が開始すべき時間が、ＰＫモデルの解を使用して推定された。多くの実施例では、走査がなされる前に所定の時間量(例えば、５秒)の造影剤注入を終了させる制約が強いられていた。
例えば、走査終了から実際的なオフセットが、該時間からタイミングボーラス手順の肺動脈時間増強カーブのピークへ決定され、それは注入側から右心まで伝搬時間の指標であると仮定された。
最後に、人毎に２重流れ(稀釈)相が、右心への既知の輸送時間を考えて演算された。輸送時間は、希釈が「カットオーバー」であった時間を決定するのに組み入れられた。
単純化の為に、40/60(造影剤/生理食塩水)の固定比率が、幾つかの代表的な研究で用いられた。
本発明に関して使用され得る、患者の固有データに基づいて造影剤/生理食塩水の比率を決定する技術は例えば、PCT国際特許出願PCT/US2007/026194号に記載されている。更に、以下に議論されるように、希釈比は、本発明の幾つかの実施例にて最適化手順に於ける変数として扱われ得る。
【００６２】
以下の式は、周辺の注入側から中央血液コンパートメントに注入される造影剤の分布を記載している。原点ｔ＝０は造影剤が対象領域の達する時間に対応している(種(species)の栓流れと仮定して)：
【数１５】
0005437240.tif 000017
【００６３】
ここで、Ｑinj［ｍｌ/秒］は注入速度であり、Ｔinj［秒］は注入持続時間であり、ＱCO［ｍｌ/秒］は心拍出量であり、ＶBは注入側と測定点間の血液量[ｍｌ]であり、Ｃiは患者に搬送されるべき造影流体の源内の造影増強薬剤(例えばヨウ素)の濃度であり、Ｃｏ(ｔ)は時間ｔに於ける造影増強薬剤の血液濃度である。図１はグラフ的にこのモデルを描く。
【００６４】
例えば、図３に示すように、最初のＲＯＩ、上行大動脈(ＡＯ)で測定された時間増強カーブＳAO(t)[ハウンズフィールドユニット、即ちＨＵ]は、タイミングボーラス注入に起因する。第２のＲＯＩ、肺動脈(ＰＡ)幹内で測定された時間増強カーブＳPA(t)[ハウンズフィールドユニット、即ちＨＵ]もまた、タイミングボーラス注入に起因する。以前の実証研究の結果に従って、Ｔinj(注入持続時間)は、タイミングボーラス注入の結果としてのピーク増強への時間である。ＫHU-mgIは、測定位置にて、ＨＵを生体内のヨウ素濃度に関連付ける変換係数である。上行大動脈で測定されたタイミングボーラス増強カーブを濃度単位[ｍｇＩ/ｍｌ]に変換する関係は、以下である。
【数１６】
0005437240.tif 000018
【００６５】
変換係数ＫHU-mgIについての初期値２５が用いられた。この値は、幾人かの調査者によって発表された２１−２６の範囲内である。この内容の変化はスキャナ間に発生する。
従って、個々のスキャナが生成した校正曲線は、ある状況では保証されてもよい。
【００６６】
タイミングボーラスポイントデータからの心拍出量の評価
【００６７】
上記の如く、患者に特定の診断プロトコル(例えば、流速及び注入持続時間)を演算すべく、管理モデルを使用する際に、心拍出量(ＱCO)の評価及び注入側と測定点(ＶB)間の血液量の評価が成された。流量及び注入持続時間が既知であるタイミングボーラス増強カーブから得られたデータは、これらの２つの未知数を解くのに用いられた。
【００６８】
理想的には、濃度カーブ全体がＱcoとＶBの最良値を決定するのに用いられることである。しかし、この時に、例えば２つの構成(例えば肺動脈と上行大動脈)内のピーク増強及びピークへの時間のような離散型データポイント値のみがタイミングボーラスデータから合理的に得られる。従って、各濃度カーブ上に１つだけのデータポイントがあり、また、システムは決定されていない。１つのカーブ上に２つの点を得ることは、各構造からの個々のカーブ上のデータポイントを組み合わせることにより、本発明にて近似される(approximate)。
【００６９】
幾つかの実施例に於いて、多くの単純化する仮定が作られた。最初に、血液量は両コンパートメントで同じであり、濃度はコンパートメント内に於いて、ヨウ素量と直接関係すると仮定される。コンパートメント内で血液量の関係がない状態で、システムは２つの方程式と３つの未知数がまだ決定されていない。
第２に、システムは２つの単一のコンパートメントモデルに単純化され、ピーク増強及びピークへの時間が測定される(図２Ａ参照)。この単純化にて、造影剤が注入され、肺動脈に流れ込み、上行大動脈に流れ込み、次に、外に流れ出る。
【００７０】
中間のコンパートメント(肺のような)のヨウ素の損失は無視される。或いは、モデル内に更なる変数を導入せずに、そのような損失について、簡単な関係が述べられる。
患者毎に基づく中間コンパートメントに利用可能な増強データ又は量情報が欠如し、タイミングボーラスデータが得られる一時的な解が欠如していたことを考えると、より包括的なモデルはこの計算のためには試みられなかった。単純化されたモデルは、図３に示すものに近似したＣO(ｔ)カーブを産出する。
【００７１】
利用可能な測定はＣPA(Ｔ1)、Ｔ1、ＣAO(Ｔ2)及びＴ2である。ｔ＝Ｔ1のとき肺動脈には、ＣPA(Ｔ1)/ＶBｍｌのヨウ素がある。このヨウ素量は、テストボーラス中の量よりも少ない。何故なら幾らかのヨウ素が上行大動脈に既に流れ込んだからである。
ｔ＝Ｔ2に於いて、ＣAO(Ｔ2)/ＶBｍｌのヨウ素が上行大動脈の中にあり、肺動脈にはまた、幾らかの量のヨウ素が残っている。Ｔ2での上行大動脈のより短いピークは、肺動脈のピークと比較すると、前のコンパートメントに残ったヨウ素の結果である。
従って、肺動脈のＣO(ｔ)カーブ上の第２の点ＣPA(Ｔ2)は、以下の式(３)に示すピークの差によって、概略化される。
【数１７】
0005437240.tif 000019
【００７２】
前記の如く、肺動脈カーブのピークは、以下に定義される:
【数１８】
0005437240.tif 000020
【００７３】
下り坂上のＣ2PAの式は、従って次式である:
【数１９】
0005437240.tif 000021
【００７４】
後の２つの方程式を再整理し、ＶBについて解き、以下を産出する。
【数２０】
0005437240.tif 000022
【００７５】
これらの２つの式を等しくすることで、ＱCOは、以下の如く隔離される。
【数２１】
0005437240.tif 000023
【００７６】
この方法は、もしＣPA(Ｔ1)＜ＣAO(Ｔ2)ならば(第２のピークは第１のピークよりも大きい)、走査が遅すぎて開始し、第１のピークが失われたときにのみ生じるとの欠点がある。モデルを簡単にする仮定がなされたにも拘わらず、心拍出量の評価は、両方のピークが走査ウインドゥで捕捉される場合、合理的な範囲内にあることが分かった。
【００７７】
診断注入プロトコルの生成−方法論１
【００７８】
本発明の幾つかの実施例に於いて、本発明に使用される注入システム(図２Ｂに示すような２重シリンジ注入システム(100)、及び例えば米国特許第6,643,537号、公開された米国特許出願第2004-0064041号、及びPCT国際特許出願番号PCT/US2007/026194号に開示されたような)は、２つの流体搬送源(ここではしばしば、源「Ａ」及び源「Ｂ」と言及し、それらはシリンジのようなものである)を含み、それは独立して(例えば、同時に、互いに比例する異なる容積流れにて同時に、又は互いに連続し又は繋がり(即ち、Ａの次にＢ、又はＢの次にＡ))患者に第１の流体及び第２の流体(例えば、造影増強流体、生理食塩水その他)を導入するように作動可能である。
図２Ａの実施例では、源Ａは駆動部材(110A)のような加圧機構に作動可能に接続し、源Ｂは駆動部材(110B)のように加圧部材に作動可能に接続している。注入システムは、注入システム(100)に作動可能に繋がり、駆動部材(110A)(110B)の動作を制御して、夫々源Ａからの流体Ａ(例えば、造影剤)及び源Ｂからの流体Ｂ(例えば、生理食塩水)の注入を制御する制御システム(200)を含む。
制御システム(200)は例えば、ディスプレイ(210)を具えるユーザインターフェイスを含み、又はユーザインターフェイスと繋がる。図２Ｂに示された実施例にて、スクリーンディスプレイの一実施例の一部は、注入流れ速度、注入量、及び例えば流体Ａ及び／又は流体Ｂの注入の３相のパラメータ用の領域を表すとして示される。１又は２以上のそのような相のパラメータは、本発明のパラメータ生成システム及び方法を使用して増やす(populate)ことができる。
図２Ｃは、以下に述べられるような(方法論１)本発明のシステムの実施例のスクリーンディスプレイの別の実施例を示す。
【００７９】
ユーザは、生成されるパラメータ(例えば、コンピュータ技術で既知のキーパッド、キーボード、マウス等を含む手入力システム(505)を介して)を調整し及び／又は無効にするオプションを具えている。制御システム(200)はメモリ又はメモリシステム(230)に作動可能に繋がったプロセッサ(220)(例えば、当該技術分野で公知のデジタルマイクロプロセッサ)を含み得る。
【００８０】
当業者には明らかなように、流体搬送システムは多数の患者への流体搬送システムを含み、例えば米国特許第7,326,186号、7,094,216号、第6,866,654号、第6,972,001号、第6,699,219号、第6,471,674号、第6,306,117号、第6,149,627号、第6,063,052号、第5,920,054号、第5,843,037号、第5,827,219号、第5,739,508号、及び第5,569,181号に開示された流体搬送システムがまた本発明の使用に適している。
【００８１】
例えば、画像化システム(300)は上記の如く、ＣＴシステム、磁気共鳴画像化(ＭＲＩ)システム、超音波画像化システム、又は陽電子放出断層撮影システム(ＰＥＴシステム)、又は単光子放出断層撮影システム(ＳＰＥＣＴシステム)であり得る。注入システムは、画像化システム(300)と通信可能に接続している。画像化システム(300)及びインジェクタシステム(100)は例えば、当該技術分野で公知の如く、入力／出力ポート(図２Ｂに矢印の終わりで表される)を介して通信可能に接続されている。
図２Ｂに於いて、画像化システム(300)及びインジェクタシステム(100)は例えば、共通の通信ハブ(400)を介して通信可能に接続されている。或いは、直接の通信リンクが設けられている。更に、画像化システム(300)及びインジェクタシステム(100)の１つからのデータは、コンピュータ技術分野で公知の如く、１又は２以上の手入力システム(例えば、キーパッド、キーボード、マウス等)を用いて手入力される。
画像化システム(300)及びインジェクタシステム(100)はまた、例えば公開されたPCT国際特許出願WO2008/011401号に記載されたように、部分的又は全体的に一体化され、WO2008/011401号の内容は、引用を以て本願への記載加入とする。インジェクションシステム及び画像化システム(300)の１、複数又は全ての記載された要素がまた或いは代わりに他のシステム要素と通信可能に繋がった状態にある他の別の要素と一体化され、又は他の別の要素中に組み込まれる。
【００８２】
本発明のシステム及び方法を具現化するソフトウエアは例えば、システム(500)で表される１又は２以上の別個又は独立型システム内にて具現化され、該システムは例えば少なくとも１つのプロセッサ(例えば、デジタルマイクロプロセッサ)、メモリシステム(520)、ディスプレイ(510)及び手入力システム(505)を含む。図２Ｂに示された実施例に於いて、システム(500)は通信ハブ(400)と通信可能に接続していると示される。上記の如く、直接の通信リンクもまた設けられる。更に、１又は２以上のシステムからのデータは、コンピュータ技術分野で公知の１又は２以上の手入力システム(例えば、キーパッド、キーボード、マウス等)を用いて１又は２以上の他のシステムに手入力され得る。
本発明のシステム及び方法を具現化するソフトウエアは例えば、メモリ(530)内に格納され、プロセッサ(520)によって実行される。当業者には明らかなように、本発明の方法及び／又はシステムの機能の全て又は一部は、代わりに画像化システム(300)(例えば、少なくとも１つのプロセッサ(320)、メモリシステム(330)、ディスプレイ(310)及び手入力システム(305)を含む)及び／又はインジェクタシステム(100)中にあることが出来る。
【００８３】
幾つかの実施例に於いて、所定の患者に適切な流速、及び適切な注入持続時間を決定するには、造影増強薬剤の血液濃度は、心拍出量及び血液量の評価と同じ方法でモデル化される。例えば、２つの特性が診断注入プロトコルの生成には重要であると一般に考えられている。それは、左心構造のピーク濃度と目標の濃度(走査ウインドゥの開始と終了に於ける濃度)である。図４に示す如く、左心/上行大動脈(本発明の代表的な研究に於ける第２のＲＯＩ)のためのピーク増強ＣPeakに於ける濃度は、造影剤が左心に達した後に、Ｔinj秒間生じる。
走査は、左心濃度カーブ上の上り坂上の未知点上にて、Ｔstartにて開始する。走査はカーブの下り坂上にてΔＴ秒後であるＴstart＋ΔＴに終了し、ΔＴは特定の走査持続時間である。増強が可能な限り高く且つ堅実であるような方法で、走査ウインドゥを位置決めすべく、それらの２つの値(上り坂及び下り坂上で)は、等しくなるように設定され、ＣTargetと言及される。
【００８４】
或る対象領域(例えば、大動脈/左心)の、所望のピーク濃度/増強、及び所望の目標の濃度/増強の各々についての所望の値が与えられており、及び該対象領域でのピーク増強に於ける誤差及び目標増強に於ける誤差へ等しい重み付けをすると、以下の最適化が用いられる(ここで「所望の」値は、例えば作業者によって付与／入力される)。
【数２２】
0005437240.tif 000024
【００８５】
当業者には明らかなように、上記コスト関数に於て、独立変数(arguments)は同等ではなく、むしろ重み付けられることが出来、更なる独立変数が含まれ得る。当業者には明らかなように、更なる又は別の最適化が実施され得る。
【００８６】
Ｑ*inj及びＴ*injを見出すべく、誤差関数は、Ｑinj及びＴinj及び既知の定数に関して、ＰＫモデルへの分析解を用いて定義される。これは、Ｃ(ＴPeak)又はＣPeakについての定義により既に真である。
【数２３】
0005437240.tif 000025
【００８７】
上り坂上のＣ(Ｔstart)又はＣTargetの値はまた、Ｔstartの関数であり、走査が始まる未知の時間は、
【数２４】
0005437240.tif 000026
で示される。
【００８８】
下り坂上で、ＣTargetは走査終了時の濃度であり、ＣPeak及びＴstartの関数である(走査持続時間ΔＴが一定であると仮定して)。
【数２５】
0005437240.tif 000027
【００８９】
ＣPeakに代入し簡素化して、以下を産出する。
【数２６】
0005437240.tif 000028
【００９０】
この点にて、２つの方程式(上り坂及び下り坂上のＣTarget)と２つの未知数(ＣTarget及びＴstart)がある。ＣTargetについて、代数的に解いた後に、Ｑinj及びＴinjのみに関する以下の式、及び既知の定数が導き出される。
【数２７】
0005437240.tif 000029
【００９１】
Ｔinj＞＞ΔＴならば、ＣTargetは分数の分子ＣPeakに近づき、ΔＴ＞＞ＴinjならばＣTargetはゼロに近づくことに注意されたい。式(９)及び(13)は今度は式(８)に代入され、コスト関数を最小にするパラメータが決定される。Ｑ*inj及びＴ*injの数値解について幾つかのオプションがあり、Ｑinj及びＴinjの合理的な範囲/解に亘るサーチである「ブルートフォース(brute  force)」；Nelder-Meadのような比較的真直ぐな最小化;又は勾配降下(偏導関数は同様に分析的に計算することができる)を含むが、これらに限定されない。
幾つかの研究では、ブルートフォース探索計画が実行された、何故ならパラメータの範囲が良く規定され、解の多様性が良く機能し(behave)(図５に等高線で示し、図６に表面の区画で示すように)、最小解をサーチするのに必要な計算上の負担が些細であるからであり、特にパラメーター入力及びプロトコル生成の間の数秒の計算時間が手続きに影響を及ぼさないことが判ったからである。
【００９２】
注入打切り及び希釈相演算
【００９３】
一旦、最初の演算された診断プロトコルが生成されると(走査遅延を含む)、走査終了の所定時間(例えば、数秒)の前に造影剤の注入が終了することを確実にすべく、テストが用いられる。走査が終わってからの造影剤の注入は、その造影剤が診断の画像化に寄与しないので、誰もしたくないのは明らかだ。
注入側から右心(又は他のＲＯＩ)への搬送に遅れがある故に、走査終了と例えば右心への搬送時間の間の時間内に注入された造影剤は、診断画像に貢献しないので、それに合わせた最適なプロトコルを、より繊細に考察する必要がある。
造影剤が右心房の中に着くのに必要な最短時間は、肺動脈時間増強カーブのピーク時からテストボーラスの注入持続時間を引き、造影剤が肺動脈幹を通過する前に右心房に達することを認識するオフセット要因を加えたものとして決定される。
２秒のデフォルト値が幾つかの研究でオフセット要因に使用された。当業者には明らかなように、上記の考察/論理は、左心/右心以外のＲＯＩにも適用する。
【００９４】
走査遅延は例えば、以下の式を用いてボーラス到着時間を評価することにより、演算される。
ｓｃａｎＤｅｌａｙ＝Ｔ2−(ＴinjTB＋ａｒｒＯｆｆｓｅｔ)＋Ｔstart
ここで、ＴinjTBは、タイミングボーラスの注入持続時間であり、ａｒｒＯｆｆｓｅｔは、到着時間のオフセット値であり、走査終了時間は走査遅延時間を操作持続時間に加えることにより決定される。
【００９５】
右心内に造影剤が到着する時間は例えば、以下の式を用いて演算され得る。
ＴarrRH＝Ｔ1−(ＴinjTB＋ａｒｒＯｆｆｓｅｔ)
ここでＴ1Peakは、第１の対象領域に於けるピーク増強への時間である。
【００９６】
図７Ａは、演算された診断注入が走査終了を越えて延びているシナリオを示す。図７Bは、打切りアルゴリズムまたは本発明の方法論が実行された後に生じる診断注入を示す。打切り後に、注入は走査の終了(右心への造影剤の到着時間で決定される)の数秒前で終了し、不要な造影剤が患者内に注入されないことを確実にする。このアルゴリズム内のプロトコル生成がデータ駆動であるから、上記の打切り動作が頻繁に生じることは期待されない。この点に於いて、注入持続時間はテストボーラスから生成されるタイミングデータを用いた最適化方法論によって適合される。
しかし、より一般的なシナリオが、図８Ａに記載される。このシナリオでは、計算された診断上の注入は、走査の完了前に終了する。しかし、注入の最後の数秒で注入された造影剤は、右心(肺動脈幹時間増強カーブから測定された右心への造影剤の到着時によって決定されるように)へ移動するには十分な時間がなく、診断の画像化に寄与しないだろう。従って、注入は、走査の終了と、右心内への造影剤の到着の間で留められ/停止される。生じた注入プロトコルは、図８Ｂに示される。
【００９７】
この点に於いて、(Ｔinj＋ＴarrRH)＞ｓｃａｎＥｎｄであれば、注入を打ち切ることができる。例えば注入は、以下の如く、走査の終了前少なくともＴarrRH秒に終了するように、打ち切ることができる。
Ｔinj＝ｓｃａｎＥｎｄ−ＴarrRH
【００９８】
必要ならば造影剤注入プロトコルが、造影剤の終了を越えて延長することを防ぎ、造影剤が不必要に注入されないように、チェックされ修正された後、造影剤と希釈剤の両方が同時に注入される、２重流れ(又は希釈)の相が演算され得る。
本発明のアプローチは、全てのプロトコルが必ずしも２重流れのプロトコルを有するとは限らない点で、前の実施例と異なる。
例えば希釈相は、例えば、上大静脈(ＳＶＣ)及び右心構造のストリークとビームハードニングアーチファクトに帰着する明るさの不透明化を減じるように構成されている。
【００９９】
幾つかの実施例では、走査開始と注入の比較は、稀釈相を何時挿入すべきかを決定するためになされる。造影剤注入が進んでいるときに走査が開始すれば、希釈された造影剤は走査が開始すると、右心構造を充填するから、希釈された造影剤は走査の開始Ｎ秒前に「カットイン」又は開始されるべきと判断される(reasoned)(ここで、Ｎは造影剤の右心への到着である)。造影剤の希釈が、走査の開始から右心へのボーラスの到着時間を引いた時間の間のタイムフレーム内に開始しなければ、希釈されない造影剤がＳＶＣ他を充填し、ストリーク及び過度の不透明化の機会を増加させる。希釈相演算の図での説明は、図９Ａに示される。２重流れ相を具えた結果生じる注入プロトコルは、図９Ｂで与えられる。
上記の如く、幾つかの研究にて、造影剤/生理食塩水の比は、４０／６０に固定され又は走査/被験者パラメータに基づき４０／６０(造影剤/生理食塩水)に設定されて、実験の自由度を減じた。当業者に明らかなように、可変な造影剤/生理食塩水の比率は、容易に生成することができる(例えば、PCT国際特許出願PCT/US2007/026194に記載され、又は更に以下に記載するように)。
例えば、混合体又は２重流れ相に於ける造影増強流体/非造影増強流体の比は、テストボーラス中に決定されるピーク増強への時間に基づいて決定される。ピーク増強へより長い時間が掛かると、例えば造影増強流体の非造影増強流体に対する比が高い比率に帰着する場合がある。
【０１００】
上記のプロトコル生成アルゴリズムは例えば、被験者の心臓動的挙動、薬剤特性及び走査特性を考慮することにより、被験者が受け取る造影剤の量を最小にするのに用いられる。図１０Ａは、PCT国際特許出願PCT/US2007/026194に述べられた方法論(Ａ)を用いて演算された速度と比較して、本発明の方法論(Ｂ)を用いて演算された流速を示している。
本発明の方法論を用いて決定された流速は、他の方法論を用いて演算されたのと近似した大きさであるが、一層大きな可変性を示しており、本発明の方法論が可変流速を用いて、より多くの患者特有の注入プロトコルを生成することを試みるから、可変性は予期されるだろう。比較はアルゴリズム臨床的妥当性のチェックとしてなされる。
例えば、生じた大多数の流量値が１０ml/秒以上、或いは３ml/秒未満であると演算されたならば、これはアルゴリズム論理の欠陥を示すかもしれない。
【０１０１】
図１０Ｂは、７０人の患者の研究グループにて得られたデータを示し、該データは上記の如く、方法論１を用いて臨床的に示された２重源のＣＴ又はＤＳＣＴ研究について計画された。研究グループの研究では、300mgI/mlの濃度を有する造影剤が注入された。250HUを目標とした希薄レベルが使用された。ECGパルシングも放射線投与を最小にするために使用された。データでは、Asc.Aortaは上行大動脈を指し、Left  Mainは冠動脈を指し、Lad  Proximalは、左冠動脈前下行枝近位領域を指し、LAD  Middleは左冠動脈前下行枝中間領域を指し、LAD  Distalは、左冠動脈前下行枝先端領域を指し、LCX  Proximalは、冠動脈左回旋枝近位領域を指し、LCX  Middleは、冠動脈左回旋枝中間領域を指し、LCX  Distalは、冠動脈左回旋枝先端領域を指し、RCA  Proximalは、冠動脈右回旋枝近位領域を指し、RCA  Middleは、冠動脈右回旋枝中間領域を指し、及びRCA  Distalは、RCAの先端領域を指す。
【０１０２】
臨床的に示された２重源のＣＴ又はＤＳＣＴ研究について計画された５０人の患者の制御グループもまた研究された。制御グループの研究にて、300mgI/mlの濃度を有する造影剤が注入された。制御グループについて、規則的な３相注入プロトコルが用いられた。３相注入プロトコルにて、60-90mlの造影剤が最初に注入され、30/70の造影剤/生理食塩水定量がある50mlの２重流れ注入が続き、生理食塩水の注入が続く。各相の流速は、6ml/秒であった。
【０１０３】
図１０Ｃは、研究グループについて研究された各解剖領域の平均減衰を示す。図１０Ｄは、各研究グループ及び制御グループの研究にて用いられる平均造影増強又は造影剤量を示す。本発明の方法を用いて、患者毎に、平均約19.7±24.1  mLの造影剤が節約された。図１０Ｅは、心拍出量の関数として、造影剤の節約量(ml)のグラフを示す。示されるように、本発明のシステム及び方法は、広範囲の造影剤に亘って、造影剤を節約する。
高い心拍出量を有する被験者について、アルゴリズムがプロトコルを演算するケースがあり、該プロトコルは搬送されるよりも多くの造影剤を要求する。これらの場合に於いて、標準的な制御プロトコルが不十分な増強(<250HU)を提供することがあり得る。図１０Ｆは、研究された各領域について、制御グループと研究グループの平均減衰を示す。研究グループについては、制御グループと比較して、領域中に亘って変動しにくく(より一貫して250HUに近い)、矛盾した増強パターンがある(Asc  Aortaが、増強が高く、先端領域が増強が低いことに注意されたい)。
【０１０４】
肺動脈と上行大動脈に関して適用される本発明の方法論の上記の特定実施例のワークフローの概略は、図１１Ａと図１１Ｂに示される。
【０１０５】
上記の研究に於いて、注入流速が演算された。例えば、診断注入中に流速に代えて、ヨウ素投与速度を変えることも可能である。生じる増強構成(geometry)は僅かに異なっても良い。
一実施例に於いて、体積流速は全ての患者に一定であるが、ヨウ素投与速度(gI/秒)は必要ならば、診断注入時に造影剤を希釈することにより調節される。残りの造影剤の濃度では十分な増強ができない場合のみ、体積流速が増加される。
【０１０６】
上記の一実施例に於いて、走査は左心の濃度カーブの上り坂上の未知の点であるＴstartにて開始する。走査はカーブの下り坂上で、ΔＴ秒後に終了する(ΔＴは特定の走査持続時間である)。
比較的高く且つ安定した増強に達するような方法で操作ウインドウを計るべく、これらの２つの値(上り坂上のＣLH-Start及び下り坂上のＣLH-Endを指す)は可能な限り、ＣLH-Targetに近付けるべきである。右心のカーブには、同様の関連するパラメーターがある。
しかし、ＣRH-Peakが走査ウインドウ中に生じないから(右心の過度の増強はストリーク又はビームハードニングアーチファクトに繋がるとして)、式(８)に記載されたコスト関数の項として含まれていなかった。
【０１０７】
可変の希釈比を具えた診断注入プロトコル及び更なる対象領域での濃度/増強の最適化−方法論２
【０１０８】
本発明のプロトコル生成システム及び方法の他の実施例に於いて、パラメータは希釈相に関する最適化手順にて付加される。例えば、希釈比(Ｒ2)及び希釈相(ΔＴinj2)が最適化手順で付加される。希釈比はそれによって個別化される(一定又は例えば40/60の設定比を用いる代わりに)。更に、最適化の後に、演算されたプロトコルを調整する必要がない。増強の目標もまた、本実施例に於ける第２の対象領域(右心又はここでの代表的な例のＲＨ)の最適化手順(例えば、コスト関数)に付加された。走査ウインドウの最善の設置が、ここに記載された代表的な例の左心又はＬＨ増強のみには依存しないので、ＴStartについての分析的な式はない。ＴStartはまたこのように、最適化手順にパラメーターとして含まれている。
図１２は、相対的なタイミング及び診断注入プロトコル相、右心/肺動脈及び左心/大動脈の走査及び増強カーブの例を示す、
【０１０９】
注入された造影剤の全量に関するペナルティ項として、他の項がコスト関数に追加された(式(14)のコスト関数の最後の項を参照)。式(14)のα、β及びγのような重み付け要因は、コスト関数の項の相対的な重要性を調整すべく含まれていた。例えば、αについて小さな値を使用することにより、右心の増強内の誤りは、左心の増強内の誤りほど重くペナルティ化されない。走査ウインドウが右心のピークに集中しないので、Ｃ(ＴRH-Start)又はＣRH-Startは高過ぎ、Ｃ(ＴRH-End)又はＣRH-Endは低すぎることは一般的である。
従って、右心増強に於いて、そのような誤りによって最適化が左右される(dominate)ことを避けるために、幾つかの実施例にて、セットαは０.５に等しく設定された。βは幾つかの実施例にて１に等しく設定され、それはテストボーラスについて一貫性を失うレベルと、目標の増強に達しないレベルとの間の合理的なトレードオフ値であると示された。
幾つかの実施例にて、γは１０００に等しく設定され、過度に装填された造影剤の量に非常に大きなペナルティ項を設定する。この点に関して、(Ｑinj(Ｒ1ΔＴinj1＋Ｒ2ΔＴinj2)＞ＶLoad)が真であれば、γは１０００に等しく設定された。真でなければ、γは０に等しく設定された。
【数２８】
0005437240.tif 000030
希釈比に基づいて、ＬＨのピーク値は、上り坂(相１)中、又は希釈相(相２)中に生じ、従って、２つのうちの大きな方は、
【数２９】
0005437240.tif 000031
又は
【数３０】
0005437240.tif 000032
である。
残りの濃度値について、絶対時間Ｔ(走査の開始又は終了の何れか)が与えられると、ＲＨ及びＬＨカーブは、上り坂(相１)、希釈(相２)、又は減衰(相３)の３つの領域の何れかであり得る。Ｔ＜(Ｔarr＋ΔＴinj1)であれば、式は、
【数３１】
0005437240.tif 000033
ＴarrはＴRH-arr又はＴLH-arrの何れかであり、何れのカーブが用いられるかに依存する。希釈相(相２)について、(Ｔarr＋ΔＴinj1)＜Ｔ＜(Ｔarr＋ΔＴinj1＋ΔＴinj2)であれば、式は、
【数３２】
0005437240.tif 000034
最終的に、減衰相(相３)にて、Ｔ＞(Ｔarr＋ΔＴinjA＋ΔＴinjAB)であれば、式は、
【数３３】
0005437240.tif 000035
【０１１０】
従って、所定時間に所定のカーブ上で、所定の濃度を見付ける為に、カーブ(ＲＨ又はＬＨ)に対応した到着時間を特定し、何れの相が時間Ｔに生じるかを決定し、上記の適切な式を用いる。
【０１１１】
探索空間は、式(８)の２次元探索空間から式(14)の６次元探索空間へ成長したが、ブルートフォース探索計画は依然として実行された。パラメータ範囲は十分に定義され、解の多様体(solution  manifold)は十分に機能し(behave)、最小値を探索するのに要する演算負荷は、比較的に粗くサンプリングされたグリッド(例えば、０.１ｍ/秒の流速、１０％の希釈比、１秒の時間)の場合はやはり重要ではない。
更に、パラメータ入力とプロトコル生成の間の数秒の演算時間は、画像化手順に影響を及ぼさない。
【０１１２】
以前の実施例と同様に、上記のプロトコル生成手順は、被験者の心臓動特性、薬剤の特性、及び走査特性を考慮して、被験者が受け取る造影剤の投与量を最小にするのに用いられる。図１３及び図１４は夫々、PCT国際特許出願PCT/US2007/026194号(A)及び式(14)の最適化手順(B)で述べた方法論と比較して、式(14)の最適化手順(C)を用いた、ヨウ素投与速度及び総造影剤量を呈示する。比較は臨床的な妥当性をチェックする。
【０１１３】
図１５は、上記の如く、方法論２の下で、ＤＳＣＴ心臓画像化(シーメンス(商標)社の定義)を被る１０人の被験者から収集された診療データを示す。図１５に示す平均値は、各解剖領域内に位置する３つの対象領域の平均値である。全ての解剖領域(肺動脈幹及び右心室)についての目標増強は、３００ＨＵであった。示されたエラーバーは、±１の標準偏差である。
研究された解剖領域は、Ｐａｒｔ(肺動脈幹)、ＡｓｃＡｏｒｔａ（上行大動脈）、ＲＶ（右心室）、ＬｆｔＭａｉｎ（左大冠動脈）、ＬＡＤ  Ｐｒｏｘ(左前方下行冠動脈の基端領域)、ＬＡＤ  Ｄｉｓｔ(ＬＡＤ冠動脈の先端領域)、ＲＣＡ  Ｐｒｏｘ(右冠動脈の基端領域)、ＲＣＡ  Ｄｉｓｔ(ＲＣＡの基端領域)であった。
【０１１４】
肺動脈及び上行大動脈について適用される、本発明の方法論(方法論２)の上記特定された実施例のワーク流れの概略は、図１６Ａ及び図１６Ｂに示される。
【０１１５】
前記の記載及び添付の図面は、現時点の発明の好ましい実施例を示す。種々の修正、付加及び代替の構成は、発明の範囲から離れることなく、前記の開示に照らして当業者には勿論明白となるだろう。発明の範囲は、前記の記載よりも以下の請求の範囲によって示される。請求の範囲の均等物の意味及び範囲に含まれる全ての変更及び変化は、それらの範囲に包含される。
【図１】
0005437240.tif 000087
【図２Ａ】
0005437240.tif 000088
【図２Ｂ】
0005437240.tif 000089
【図２Ｃ】
0005437240.tif 000090
【図３】
0005437240.tif 000091
【図４】
0005437240.tif 000092
【図５】
0005437240.tif 000093
【図６】
0005437240.tif 000094
【図７Ａ】
0005437240.tif 000095
【図７Ｂ】
0005437240.tif 000096
【図８Ａ】
0005437240.tif 000097
【図８Ｂ】
0005437240.tif 000098
【図９Ａ】
0005437240.tif 000099
【図９Ｂ】
0005437240.tif 000100
【図１０Ａ】
0005437240.tif 000101
【図１０Ｂ】
0005437240.tif 000102
【図１０Ｃ】
0005437240.tif 000103
【図１０Ｄ】
0005437240.tif 000104
【図１０Ｅ】
0005437240.tif 000105
【図１０Ｆ】
0005437240.tif 000106
【図１１Ａ】
0005437240.tif 000107
【図１１Ｂ】
0005437240.tif 000108
【図１２】
0005437240.tif 000109
【図１３】
0005437240.tif 000110
【図１４】
0005437240.tif 000111
【図１５】
0005437240.tif 000112
【図１６Ａ】
0005437240.tif 000113
【図１６Ｂ】
0005437240.tif 000114