(57)【要約】      （修正有）【課題】マルチモードスカウト走査に基づくＣＴ画像化方法およびＣＴシステムを提供する。【解決手段】マルチモードスカウト走査に基づくＣＴ画像化方法は、高電圧と低電圧との間の瞬時スイッチングにより被検体の対象領域上で瞬時スイッチングデュアルエネルギスカウト放射線走査を実行し、対象領域のデュアルエネルギ投影データを収集するステップと、収集されたデュアルエネルギ投影データに基づいて、物質分解画像と単一エネルギ画像とを再構成するステップと、を含む。本発明によるＣＴ画像化方法とＣＴ画像化システムとによると、スクリーニング目的に対応するＣＴ画像を、低い放射線線量で迅速に再構成することができる。【選択図】図２
2014128664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線ＣＴ画像化システムであって、
開口部を有するガントリと、
被検体を支持する走査テーブルと、
前記ガントリ上であって前記被検体の一方の側に配置されており、前記被検体に光線を放射する放射線源と、
前記ガントリ上であって前記被検体の反対側に配置されており、前記被検体を透過する放射線を検出する放射線検出器と、
前記放射線源の放射線を制御する放射線コントローラと、
前記ガントリ上に配置され前記放射線検出器に結合されており、前記被検体の対象領域に関する投影データを、前記放射線検出器によって検出された光線から収集するデータ取得システムと、
前記ガントリ、前記走査テーブル、前記放射線コントローラおよび前記データ取得システムの内の１つまたは複数の動作を制御する操作コンソールと、を備えており、
前記操作コンソールは、前記放射線ＣＴ画像化システムに、高電圧と低電圧との間での瞬時スイッチングにより前記被検体の前記対象領域上において瞬時スイッチングデュアルエネルギスカウト走査を実行させ、前記収集されたデュアルエネルギ投影データから所定のスクリーニング目的に対応する物質分解画像と単一エネルギ画像とを再構成させるように構成されている放射線ＣＴ画像化システム。
【請求項２】
前記光線がＸ線である、請求項１記載の放射線ＣＴ画像化システム。
【請求項３】
前記高電圧と前記低電圧とが８０ｋＶｐと１４０ｋＶｐとの間の範囲にある、請求項１記載の放射線ＣＴ画像化システム。
【請求項４】
前記高電圧が１４０ｋＶｐであり前記低電圧が８０ｋＶｐである、請求項３記載の放射線ＣＴ画像化システム。
【請求項５】
前記高電圧が１２０ｋＶｐであり前記低電圧が１００ｋＶｐである、請求項３記載の放射線ＣＴ画像化システム。
【請求項６】
前記再構成された単一エネルギ画像に対応する単一エネルギ値が４０ｋｅＶと１４０ｋｅＶとの間の範囲にある、請求項１記載の放射線ＣＴ画像化システム。
【請求項７】
前記高電圧と前記低電圧とが５００Ｈｚ以上の周波数で切り替わる、請求項１記載の放射線ＣＴ画像化システム。
【請求項８】
前記高電圧と前記低電圧とが８２５Ｈｚの周波数で切り替わる、請求項７記載の放射線ＣＴ画像化システム。
【請求項９】
前記操作コンソールが、更に、前記放射線ＣＴ画像化システムに、前記瞬時スイッチングデュアルエネルギスカウト走査を実行する前に、前記被検体上で通常のスカウト走査を実行させて前記被検体の前記対象領域を位置決めするように構成されている、請求項１記載の放射線ＣＴ画像化システム。
【請求項１０】
前記所定のスクリーニング目的が冠動脈狭窄および／または冠動脈石灰化である、請求項９記載の放射線ＣＴ画像化システム。
【請求項１１】
前記操作コンソールが、更に、前記放射線ＣＴ画像化システムに、前記被検体に造影剤を注入した後で、前記被検体上の選択された走査範囲でスカウトシャトル走査を実行させて前記対象領域のエンハンスト時間を予測するように構成されている、請求項１０記載の放射線ＣＴ画像化システム。
【請求項１２】
前記操作コンソールが、更に、前記放射線ＣＴ画像化システムに、前記被検体に造影剤を注入した後で、前記被検体上の選択された走査範囲でアキシアルまたはヘリカルシャトル走査を実行させて前記対象領域のエンハンスト時間を予測するように構成されている、請求項１０記載の放射線ＣＴ画像化システム。
【請求項１３】
前記対象領域の前記予測されたエンハンスト時間に基づき、前記被検体の前記対象領域上で前記放射線ＣＴ画像化システムによって実行される前記瞬時スイッチングデュアルエネルギスカウト走査がトリガされる、請求項１１または１２記載の放射線ＣＴ画像化システム。
【請求項１４】
前記冠動脈狭窄と前記冠動脈石灰化に対応する物質がヨウ素とＨＡＰである、請求項１０記載の放射線ＣＴ画像化システム。
【請求項１５】
前記操作コンソールが、更に、前記所定のスクリーニング目的とは異なるスクリーニング目的に基づいて、１つまたは複数の対応する物質画像と単一エネルギ画像とを、前記収集されたデュアルエネルギ投影データから事後的に再構成するように構成されている、請求項１記載の放射線ＣＴ画像化システム。
【請求項１６】
マルチモードスカウト走査に基づくＣＴ画像化方法であって、
高電圧と低電圧との間の瞬時スイッチングにより被検体の対象領域上で瞬時スイッチングデュアルエネルギスカウト放射線走査を実行し、前記対象領域のデュアルエネルギ投影データを収集するステップと、
前記収集されたデュアルエネルギ投影データに基づいて、物質分解画像と単一エネルギ画像とを再構成するステップと、
を含む方法。
【請求項１７】
前記放射線走査がＸ線を用いる、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記高電圧と前記低電圧とが８０ｋＶｐと１４０ｋＶｐとの間の範囲にある、請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
前記高電圧が１４０ｋＶｐであり前記低電圧が８０ｋＶｐである、請求項１６記載の方法。
【請求項２０】
前記高電圧が１２０ｋＶｐであり前記低電圧が１００ｋＶｐである、請求項１６記載の方法。
【請求項２１】
前記再構成された単一エネルギ画像に対応する単一エネルギ値が４０ｋｅＶと１４０ｋｅＶとの間の範囲にある、請求項１６記載の方法。
【請求項２２】
前記高電圧と前記低電圧とが５００Ｈｚ以上の周波数で切り替わる、請求項１６記載の方法。
【請求項２３】
前記高電圧と前記低電圧とが８２５Ｈｚの周波数で切り替わる、請求項１６記載の方法。
【請求項２４】
前記瞬時スイッチングデュアルエネルギスカウト放射線走査を実行する前に、前記被検体の前記対象領域に基づき前記マルチモードスカウト走査のためのスクリーニングプロトコルを選択するステップと、
前記被検体上で通常のスカウト走査を実行して、前記対象領域を位置決めするステップと、
を更に含む、請求項１６記載の方法。
【請求項２５】
前記対象領域の位置決めの後で、前記被検体に造影剤を注入するステップと、
前記対象領域のエンハンスト時間を予測するステップと、
を更に含む、請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
前記対象領域の前記エンハンスト時間は、選択された走査範囲において前記対象領域上でスカウトシャトル走査を実行することによって予測される、請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
前記対象領域の前記エンハンスト時間は、選択された走査範囲において前記対象領域上でアキシアルまたはヘリカルシャトル走査を実行することによって予測される、請求項２５記載の方法。
【請求項２８】
前記対象領域の前記エンハンスト時間は、前記被検体の医学情報に基づく予測モデルをユーザごとに用いることによって予測される、請求項２５記載の方法。
【請求項２９】
前記対象領域の前記予測されたエンハンスト時間に基づいて、前記瞬時スイッチングデュアルエネルギスカウト放射線走査がトリガされる、請求項２６乃至２８のいずれか１項記載の方法。
【請求項３０】
前記再構成された物質分解画像と単一エネルギ画像とは所定のスクリーニング目的に対応する、請求項１６記載の方法。
【請求項３１】
前記所定のスクリーニング目的が冠動脈狭窄および／または冠動脈石灰化である、請求項３０記載の方法。
【請求項３２】
前記冠動脈狭窄と前記冠動脈石灰化に対応する物質がヨウ素とＨＡＰである、請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
前記所定のスクリーニング目的とは異なるスクリーニング目的に基づいて、１つまたは複数の対応する物質画像と単一エネルギ画像とを、前記収集されたデュアルエネルギ投影データから事後的に再構成するステップを更に含む、請求項３０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、放射線ＣＴの分野に関し、更に詳しくは、マルチモードスカウト走査に基づくＣＴ画像化方法およびＣＴシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在では、Ｘ線ＣＴシステムなどの放射線ＣＴシステムが、被検体の冠動脈など被検体の対象領域の３次元的な画像化のために様々な医療機関において広く用いられており、臨床医が被検体の正確な医学的診断をなすことの補助をしている。
【０００３】
現在の冠動脈スクリーニング方法においては、冠動脈内の超音波領域測定（intracoronary ultrasound area assay）が、冠動脈の狭窄の程度を判断する正確な方法である。しかし、それは、高い技術的条件および費用のために、通常の医学的応用には適していない。
【０００４】
デジタルサブトラクション血管造影法（ＤＳＡ）による冠動脈撮影は、大腿部の大腿動脈または他の周囲の動脈経由でカテーテルを挿入し、左または右の冠動脈の開口部の中にカテーテルを挿入するまで上行大動脈を移動させ、冠動脈を現像するために造影剤を冠動脈に注入することを含む。この方法は、冠動脈の解剖学的な変形と、関連する閉塞性病理学的変化の位置、程度および範囲とを明確に示すことができる。したがって、ＤＳＡによる冠動脈撮影は、動脈の形態学の直接的観察法である。しかし、この方法は、不整脈、塞栓症および穿刺位置における出血のような合併症など、被検体に対して深刻な副作用を生じさせる可能性がある。これらの合併症による被検体の死亡率は約０．１１％から０．１４％であり、心筋梗塞の率は約０％から０．０６％であり、左冠動脈主幹部に狭窄を有する被検体の心筋梗塞および死亡率は約３．０％にも達するのである。更に、ＤＳＡによる冠動脈撮影は、多くの患者にとって受け入れるのが困難な高価で侵襲的な方法である。
【０００５】
一般的に、ＣＴスキャンでは、ＣＴシステムのすべてのコンポーネントは静止した状態に維持されている間に、被検体がＣＴシステムを通過するように移動され、被検体の対象領域を位置決めするために被検体に対するスカウト走査が実行され、それによって、それ以降の完全なＣＴスキャンのために被検体の対象領域が同定される。スカウト走査は、低いマイクロアンペア（ｍＡ）で実行されるのが典型的であり、被検体の縦軸方向に沿った投影図を提供し、それぞれが被検体の内部構造を含む集計（aggregations）を提供するのが一般的である。しかし、スカウト走査によって収集されたデータは、３次元画像の再構成に十分な情報は含まない。その理由は、スカウト走査における投影データは、被検体の縦軸方向に沿って特定の投影角度で収集されているからである。更に、スカウト走査は収集された画像においていくつかの重複する構造を有しているため、スカウト走査によって被検体の特定の精細な構造を同定するのは困難である。
【０００６】
６４スライスヘリカルＣＴは、非侵襲的な診断用画像化技術として、冠動脈疾患が疑われる被検体の検出率を改善し、高い診断精度をもって、冠動脈狭窄の評価およびスクリーニングのための非侵襲的方法として用いることが可能である。しかし、６４スライスヘリカルＣＴには、スカウト走査よりも高い放射線線量が必要とされる。また、血管に石灰化が存在するときには、無効になる。というのは、血管における石灰化は、注入される造影剤に対して深刻な干渉を生じさせるからである。
【０００７】
ジェムストーンスペクトラルイメージング（ＧＳＩ）６４スライスヘリカルＣＴは、単一エネルギ画像と物質分解によりヨウ素とカルシウムを分離することによって石灰化問題を解決し、診断と血管の石灰化との干渉を除去することができる。しかし、通常のスカウト走査と比較すると、６４スライスヘリカルＣＴとＧＳＩ６４スライスヘリカルＣＴを含むすべてのヘリカルＣＴは、より高い放射線線量を必要とする。通常のスカウト走査によって収集される画像は、コントラストの低さと物質の重畳のために、冠動脈のスクリーニングには用いることができない。
【０００８】
したがって、低い放射線線量でＣＴ画像を迅速に再構成するＣＴ画像化方法およびＣＴシステムが、必要とされているのである。
【０００９】
本発明は、上述した問題を解決することができるマルチモードのスカウト走査に基づくＣＴ画像化方法およびＣＴシステムを提供する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様によると、放射線ＣＴ画像化システムが提供される。この放射線ＣＴ画像化システムは、開口部を有するガントリと、被検体を支持する走査テーブルと、ガントリ上であって被検体の一方の側に配置されており、被検体に光線を放射する放射線源と、ガントリ上であって被検体の反対側に配置されており、被検体を透過する放射線を検出する放射線検出器と、放射線源の放射線を制御する放射線コントローラと、ガントリ上に配置され放射線検出器に結合されており、被検体の対象領域に関する投影データを、放射線検出器によって検出された光線から収集するデータ取得システムと、ガントリ、走査テーブル、放射線コントローラおよびデータ取得システムの内の１つまたは複数の動作を制御する操作コンソールと、を備えており、操作コンソールは、この放射線ＣＴ画像化システムに、高電圧と低電圧との間での瞬時スイッチングにより被検体の対象領域上において瞬時スイッチングデュアルエネルギスカウト走査を実行させ、収集されたデュアルエネルギ投影データから所定のスクリーニング目的に対応する物質分解画像と単一エネルギ画像とを再構成させるように構成されている。
【００１１】
本発明の第１の態様による放射線ＣＴ画像化システムでは、光線はＸ線である。
【００１２】
本発明の第１の態様による放射線ＣＴ画像化システムでは、高電圧と低電圧は、８０ｋＶｐと１４０ｋＶｐとの間の範囲にある。
【００１３】
本発明の第１の態様による放射線ＣＴ画像化システムでは、高電圧は１４０ｋＶｐであり、低電圧は８０ｋＶｐである。
【００１４】
本発明の第１の態様による放射線ＣＴ画像化システムでは、高電圧は１２０ｋＶｐであり、低電圧は１００ｋＶｐである。
【００１５】
本発明の第１の態様による放射線ＣＴ画像化システムでは、再構成された単一エネルギ画像に対応する単一エネルギ値は、４０ｋｅＶと１４０ｋｅＶとの間の範囲にある。
【００１６】
本発明の第１の態様による放射線ＣＴ画像化システムでは、高電圧と低電圧とは、５００Ｈｚ以上の周波数で切り替わる。
【００１７】
本発明の第１の態様による放射線ＣＴ画像化システムでは、高電圧と低電圧とは、８２５Ｈｚの周波数で切り替わる。
【００１８】
本発明の第１の態様による放射線ＣＴ画像化システムでは、操作コンソールは、更に、この放射線ＣＴ画像化システムに、瞬時スイッチングデュアルエネルギスカウト走査を実行する前に、被検体上で通常のスカウト走査を実行させ、被検体の対象領域を位置決めするように構成されている。
【００１９】
本発明の第１の態様による放射線ＣＴ画像化システムでは、所定のスクリーニング目的は、冠動脈狭窄および／または冠動脈石灰化である。
【００２０】
本発明の第１の態様による放射線ＣＴ画像化システムでは、操作コンソールは、更に、この放射線ＣＴ画像化システムに、被検体に造影剤を注入した後で、被検体上の選択された走査範囲でスカウトシャトル走査を実行させ、対象領域のエンハンスト時間を予測するように構成されている。
【００２１】
本発明の第１の態様による放射線ＣＴ画像化システムでは、操作コンソールは、更に、この放射線ＣＴ画像化システムに、被検体に造影剤を注入した後で、被検体上の選択された走査範囲でアキシアルまたはヘリカルシャトル走査を実行させ、対象領域のエンハンスト時間を予測するように構成されている。
【００２２】
本発明の第１の態様による放射線ＣＴ画像化システムでは、対象領域の予測されたエンハンスト時間に基づき、被検体の対象領域上でこの放射線ＣＴ画像化システムによって実行される瞬時スイッチングデュアルエネルギスカウト走査がトリガされる。
【００２３】
本発明の第１の態様による放射線ＣＴ画像化システムでは、冠動脈狭窄と冠動脈石灰化に対応する物質は、ヨウ素とハイドロオキシアパタイト（ＨＡＰ）である。
【００２４】
本発明の第１の態様による放射線ＣＴ画像化システムでは、操作コンソールは、更に、所定のスクリーニング目的とは異なるスクリーニング目的に基づいて、１つまたは複数の対応する物質画像と単一エネルギ画像とを、収集されたデュアルエネルギ投影データから事後的に再構成するように構成されている。
【００２５】
本発明の第２の態様によると、マルチモードスカウト走査に基づくＣＴ画像化方法が提供される。この方法は、高電圧と低電圧との間の瞬時スイッチングにより被検体の対象領域上で瞬時スイッチングデュアルエネルギスカウト放射線走査を実行し、対象領域のデュアルエネルギ投影データを収集するステップと、収集されたデュアルエネルギ投影データに基づいて、物質分解画像と単一エネルギ画像とを再構成するステップと、を含む。
【００２６】
本発明の第２の態様によるマルチモードスカウト走査に基づくＣＴ画像化方法では、放射線走査はＸ線を用いる。
【００２７】
本発明の第２の態様によるマルチモードスカウト走査に基づくＣＴ画像化方法では、高電圧と低電圧は、８０ｋＶｐと１４０ｋＶｐとの間の範囲にある。
【００２８】
本発明の第２の態様によるマルチモードスカウト走査に基づくＣＴ画像化方法では、高電圧は１４０ｋＶｐであり、低電圧が８０ｋＶｐである。
【００２９】
本発明の第２の態様によるマルチモードスカウト走査に基づくＣＴ画像化方法では、高電圧は１２０ｋＶｐであり、低電圧は１００ｋＶｐである。
【００３０】
本発明の第２の態様によるマルチモードスカウト走査に基づくＣＴ画像化方法では、再構成された単一エネルギ画像に対応する単一エネルギ値は、４０ｋｅＶと１４０ｋｅＶとの間の範囲にある。
【００３１】
本発明の第２の態様によるマルチモードスカウト走査に基づくＣＴ画像化方法では、高電圧と低電圧とは、５００Ｈｚ以上の周波数で切り替わる。
【００３２】
本発明の第２の態様によるマルチモードスカウト走査に基づくＣＴ画像化方法では、高電圧と低電圧とは、８２５Ｈｚの周波数で切り替わる。
【００３３】
本発明の第２の態様によるマルチモードスカウト走査に基づくＣＴ画像化方法では、この方法は、瞬時スイッチングデュアルエネルギスカウト放射線走査を実行する前に、被検体の対象領域に基づきマルチモードスカウト走査のためのスクリーニングプロトコルを選択するステップと、被検体上で通常のスカウト走査を実行して、対象領域を位置決めするステップと、を更に含む。
【００３４】
本発明の第２の態様によるマルチモードスカウト走査に基づくＣＴ画像化方法では、この方法は、対象領域の位置決めの後で、被検体に造影剤を注入するステップと、対象領域のエンハンスト時間を予測するステップと、を更に含む。
【００３５】
本発明の第２の態様によるマルチモードスカウト走査に基づくＣＴ画像化方法では、対象領域のエンハンスト時間は、選択された走査範囲において対象領域上でスカウトシャトル走査を実行することによって予測される。
【００３６】
本発明の第２の態様によるマルチモードスカウト走査に基づくＣＴ画像化方法では、対象領域のエンハンスト時間は、選択された走査範囲において対象領域上でアキシアルまたはヘリカルシャトル走査を実行することによって予測される。
【００３７】
本発明の第２の態様によるマルチモードスカウト走査に基づくＣＴ画像化方法では、対象領域のエンハンスト時間は、被検体の医学情報に基づく予測モデルをユーザごとに用いることによって予測される。
【００３８】
本発明の第２の態様によるマルチモードスカウト走査に基づくＣＴ画像化方法では、対象領域の予測されたエンハンスト時間に基づいて、瞬時スイッチングデュアルエネルギスカウト放射線走査がトリガされる。
【００３９】
本発明の第２の態様によるマルチモードスカウト走査に基づくＣＴ画像化方法では、再構成された物質分解画像と単一エネルギ画像とは、所定のスクリーニング目的に対応する。
【００４０】
本発明の第２の態様によるマルチモードスカウト走査に基づくＣＴ画像化方法では、所定のスクリーニング目的は、冠動脈狭窄および／または冠動脈石灰化である。
【００４１】
本発明の第２の態様によるマルチモードスカウト走査に基づくＣＴ画像化方法では、冠動脈狭窄と冠動脈石灰化に対応する物質は、ヨウ素とＨＡＰである。
【００４２】
本発明の第２の態様によるマルチモードスカウト走査に基づくＣＴ画像化方法では、この方法は、所定のスクリーニング目的とは異なるスクリーニング目的に基づいて、１つまたは複数の対応する物質画像と単一エネルギ画像とを、収集されたデュアルエネルギ投影データから事後的に再構成するステップを更に含む。
【００４３】
本発明によるマルチモードスカウトエンハンスト走査に基づくＣＴ画像化技術が採用されるときには、被検体の３次元画像を再構成するために、被検体の対象領域に対して完全なＣＴ走査を実行することは不要である。したがって、被検体の対象領域の３次元ＣＴ画像の再構成と比較すると、本発明によるマルチモードスカウトエンハンスト走査に基づく技術は、被検体のＸ線線量を著しく減少させることが可能であり、更に、スクリーニング目的に対応する複数の物質画像と単一エネルギ画像とを、瞬時スイッチングデュアルエネルギスカウト走査露出によって収集された投影データから再構成することができ、被検体を多くの回数露出することが不要であるから、被検体のＸ線線量を更に減少させることができ、関心対象のＣＴ画像の画像化時間を短縮することができる。
【００４４】
以下では、本発明のいくつかの例示的な実施形態が、添付の図面を参照して詳細に説明される。なお、図面においては、同じまたは類似の構成要素は、同じ参照番号によって示されている。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１Ａ】本発明の例示的な実施形態による放射線ＣＴシステムである。
【図１Ｂ】本発明の例示的な実施形態による放射線ＣＴシステムである。
【図２】図１に示されている放射線ＣＴシステムによって実行される本発明の例示的な実施形態によるマルチモードスカウトエンハンスト走査の流れ図である。
【図３】図１に示されている放射線ＣＴシステムによって実行される本発明の例示的な実施形態による瞬時スイッチングデュアルエネルギスカウト走査の流れ図である。
【図４】通常のスカウト走査から得られる冠動脈のＣＴ画像と、本発明によるマルチモードスカウトエンハンスト走査から得られる冠動脈のＣＴ画像とである。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下の詳細な説明では、本発明の例示的な実施形態が、添付の図面を参照して説明される。しかし、本発明がこれらの例示的な実施形態に限定されないことは、当業者に理解されるであろう。
【００４７】
図１Ａ〜１Ｂは、本発明の例示的な実施形態による放射線ＣＴシステム１００を示している。ある実施形態では、この放射線ＣＴシステム１００はＸ線ＣＴシステムである。
【００４８】
図１Ａ〜１Ｂに示されているように、Ｘ線ＣＴシステム１００は、ガントリ１１０と、検出される被検体１１４を支持して位置決めする走査テーブル１１６と、操作コンソール１３０という３つの部分を主に含む。ガントリ１１０は、Ｘ線管１０２を含む。Ｘ線管１０２から放射されたＸ線１０６は、コリメータ１０４を通過してＸ線ビームを形成するが、このＸ線ビームは、扇形ビームおよび円筒形ビームなどの形状を有しており、被検体１１４の対象領域に照射される。被検体１１４の対象領域を通過するＸ線ビームは、被検体１１４の反対側に配置されたＸ線検出器１１２に与えられる。Ｘ線検出器１１２は、扇形のＸ線ビームの入射方向（信号チャネル方向）と厚さＺ方向（カラム方向）とに複数の２次元Ｘ線検出素子を有する。オプションではあるが、Ｘ線検出器１１２と被検体１１４との間には、コリメーションコンポーネント（図１Ａおよび１Ｂには図示されていない）が更に提供され、被検体１１４を通過するＸ線を、このＸ線がＸ線検出器１１２に衝突する前に、コリメートする。
【００４９】
データ取得システム（ＤＡＳ）１２４は、Ｘ線検出器１１２に結合されている。データ取得システム１２４は、投影データとして用いるために、Ｘ線検出器１１２のそれぞれのＸ線検出素子によって検出されたＸ線を収集する。Ｘ線管１０２からのＸ線放射は、Ｘ線コントローラ１２２によって制御される。図１Ｂでは、Ｘ線管１０２とＸ線コントローラ１２２との間の接続は示されていない。
【００５０】
データ取得システム１２４は、Ｘ線コントローラ１２２によってＸ線管１０２に与えられた管電圧と管電流とに関するデータを収集する。図１Ｂでは、Ｘ線管１０２とデータ取得システム１２４との間の接続は省略されている。
【００５１】
コリメータ１０４は、コリメータコントローラ１２０によって制御される。ある実施形態では、コリメータ１０４とコリメータコントローラ１２０とは、２つの別個のコンポーネントである。別の実施形態では、コリメータコントローラ１２０がコリメータ１０４の内部に配置されることがある。図１Ｂでは、コリメータ１０４とコリメータコントローラ１２０との間の接続は省略されている。
【００５２】
Ｘ線管１０２、コリメータ１０４、Ｘ線検出器１１２、データ取得システム１２４、Ｘ線コントローラ１２２およびコリメータコントローラ１２０などのコンポーネントは、ガントリ１１０の回転部１２８に取り付けられている。回転部１２８は、回転コントローラ１２６の制御の下で回転する。図１Ｂでは、回転部１２８と回転コントローラ１２６との間の接続は示されていない。
【００５３】
モータなどの駆動システムの作用により、走査テーブル１１６を、その上で運ばれる被検体１１４と共に、被検体の縦軸１１８に沿った方向にガントリ１１０の開口部１０８の中へ移動させることができ、それにより、被検体１１４の対象領域が、コリメータ１０４を通過してその上に照射されるＸ線ビームと実質的に垂直になる。
【００５４】
操作コンソール１３０は、コンピュータなどの中央処理装置１３６を有する。制御インターフェース１４０が、中央処理装置１３６に接続されている。ガントリ１１０と走査テーブル１１６とは、制御インターフェース１４０に接続されている。中央処理装置１３６は、制御インターフェース１４０を介して、ガントリ１１０と走査テーブル１１６とを制御する。
【００５５】
ガントリ１１０におけるデータ取得システム１２４、Ｘ線コントローラ１２２、コリメータコントローラ１２０および回転コントローラ１２６は、制御インターフェース１４０を介して制御される。図１Ｂでは、関連の部材と制御インターフェース１４０との間の別々の接続は、示されていない。
【００５６】
データ取得バッファ１３８が、中央処理装置１３６に接続されている。ガントリ１１０におけるデータ取得システム１２４は、データ取得バッファ１３８に接続されている。データ取得システム１２４によって収集された投影データは、データ取得バッファ１３８を介して、中央処理装置１３６に入力される。
【００５７】
中央処理装置１３６は、データ取得バッファ１３８から入力された投影データを用いて画像再構成を実行する。画像再構成を実行する際には、フィルタ補正逆投影法や３次元画像再構成法などの方法を用いることができる。記憶装置１４２が、中央処理装置１３６に接続されている。記憶装置１４２は、データ、再構成された画像およびＸ線ＣＴシステム１００の様々な機能を実装する手順を記憶するのに用いることができる。
【００５８】
表示装置１３２と入力装置１３４とが、中央処理装置１３６にそれぞれ接続されている。表示装置１３２は、再構成された画像と中央処理装置１３６から出力された他の情報とを表示する。放射線科医は、入力装置１３４を介して、様々な命令やパラメータを中央処理装置１３６に入力することができる。表示装置１３２と入力装置１３４とを通じて、放射線科医は、Ｘ線ＣＴシステム１００の対話的な操作を行うことができる。
【００５９】
図１に示されているＣＴシステム１００は、異なる性能、マルチエネルギおよび／またはデュアルエネルギのＣＴ画像化システムを含みうる。これに対応して、これらのＣＴ画像化システムを、ＥＤＣＴ、ＭＥＣＴおよび／またはＤＥ−ＣＴ画像化システムと称することができる。ある実施形態では、ＥＤＣＴ、ＭＥＣＴおよび／またはＤＥ−ＣＴ画像化システムは、異なるＸ線スペクトルを採用するように構成可能である。例えば、従来型の第３世代ＣＴ画像化システムは、異なるｋＶｐ電圧における対象領域の投影データを順に収集することができ、そこに含まれる変動は、放射されたＸ線ビームの入射光子のエネルギピークとスペクトルとに関係する。Ｘ線検出器１１２はエネルギを感知するから、Ｘ線検出器１１２に到達するそれぞれの光子は、その光子エネルギという形態で記録される。
【００６０】
光子エネルギは、Ｘ線検出器１１２における２つの異なるエネルギスペクトルとエネルギ集積を用いる走査を介して検出され、それによって、対象領域の投影データを得ることができる。ＥＤＣＴ／ＭＥＣＴ／ＤＥ−ＣＴは、エネルギの分化（energy differentiation）と物質特性とを提供する。例えば、標的散乱が存在しない場合、ＥＤＣＴ、ＭＥＣＴおよび／またはＤＥ−ＣＴ画像化システムは、スペクトルにおける後続の２つの光子エネルギ領域、すなわち、入射Ｘ線スペクトルの低エネルギ部分および高エネルギ部分からの信号に基づき、異なるエネルギの振る舞いを導くことができる。
【００６１】
上述したデュアルエネルギ走査は、異なるエネルギ状態を有する２つの走査を採用し画像における造影剤の分離を促進することができるＣＴ画像を得ることが意図されている。デュアルエネルギ走査は、次の態様の内の１つにおいて収集された２つの走査を含みうるのであって、次の態様とは、すなわち、２つの走査が被検体１１４の周囲を２回転する必要がある連続的な時間近似の態様と、Ｘ線管１０２が例えば８０ｋＶｐおよび１４０ｋＶｐという電位で動作する被検体１１４の周囲で１回だけ実行される回転の角に従う織り交ぜの態様とである。
【００６２】
デュアルエネルギ走査によって収集された投影データは、基礎物質密度画像と単色画像とを生成するのに用いることができる。単色画像は、理想的な単色Ｘ線管を用いてＣＴ走査を実行するという効果を示す。１対の物質密度画像が与えられるとき、基礎物質密度画像を生成することが可能である。例を挙げると、例えばカルシウムおよびガドリニウムという異なる物質対の密度画像を、同じ対象領域の水およびヨウ素画像に従って生成することができる。あるいは、対応する特定のＸ線エネルギを有する１対の単色画像は、１対の基礎物質画像を用いることにより生成することができる。同様に、異なるエネルギを有する１対の基礎物質画像または１対の単色画像は、１対の単色画像から得ることが可能である。
【００６３】
図２は、放射線ＣＴシステム１００によって実行される、本発明の例示的な実施形態によるマルチモードスカウトエンハンスト走査の流れ図を示している。
【００６４】
以下では、冠動脈スクリーニングが、本発明によるマルチモードスカウト走査に基づくＣＴ画像化技術を説明するための例として用いられる。しかし、本発明が冠動脈スクリーニングに限定されないことは、当業者であれば理解されるはずである。例えば、本発明によるマルチモードスカウト走査に基づくＣＴ画像化技術は、胆石や腎臓結石などの異なるスクリーニング目的に適用可能である。
【００６５】
図２に示されているように、２０２では、マルチモードスカウトエンハンスト走査に基づく冠動脈スクリーニングプロトコルが、被検体１１４のために選択される。２０４では、被検体１１４に対して、通常のスカウト走査が実行され、被検体１１４の冠動脈を含む対象領域が位置決めされる。２０６では、被検体１１４のスカウト走査範囲が決定され、次に、造影剤が被検体１１４の身体に注入される。２０８では、造影剤が被検体１１４に注入された後で、被検体１１４の冠動脈エンハンスト時間が予測される。２１０では、被検体の予測された冠動脈エンハンスト時間の後で、高速スイッチングデュアルエネルギスカウト走査が被検体１１４に対して実行され、放射線科医または臨床医による被検体１１４の冠動脈のスクリーニングのために、物質画像と単一エネルギ画像とが得られる。２１２では、放射線科医または臨床医が、被検体１１４の冠動脈に狭窄および／または石灰化が存在するかどうかに関する予備的なスクリーニングを行うか、または、他の物質対と単一エネルギのエネルギとを選択するために事後的な再構成を行う。
【００６６】
具体的には、２０２において、マルチモードスカウトエンハンスト走査に基づく冠動脈スクリーニングプロトコルを、入力装置１３４を介して、被検体１１４のために選択することができる。例えば、冠動脈狭窄と冠動脈石灰化との少なくとも一方が、臨床医によってなされる被検体１１４の異なるスクリーニング目的に従って、選択される。冠動脈を対象としない別のスクリーニング目的については、別のスクリーニングプロトコルを更に選択することが可能であり、別のスカウト走査およびＣＴ画像再構成パラメータを調整することができる。
【００６７】
スクリーニング目的が、冠動脈狭窄および冠動脈石灰化である場合には、人体におけるカルシウムの組成に近いヨウ素およびＨＡＰを、物質対として選択することができる。ＨＡＰと一致するヨウ素ベースの画像は、冠動脈石灰化から冠動脈狭窄の判断への干渉を除去することができる。最適な単一エネルギは、最大ＣＮＲの原理に基づいて選択することができる。
【００６８】
更に、軟組織とエンハンスされた血管とを十分に分離するためには、水とカルシウム（またはヨウ素）を、物質対として選択することができる。
【００６９】
入力装置１３４を介して冠動脈スクリーニングプロトコルを選択した後で、ＣＴ画像化システム１００を、被検体１１４に対する通常モードのスカウト走査を実行するように始動させ、冠動脈を含む対象領域（例えば、被検体１１４の胸腔）を位置決めすることができる。
【００７０】
具体的には、通常のスカウト走査の走査範囲は、入力装置１３４を介して調整されることにより、通常モードのスカウト走査の間に再構成されるＣＴ画像は、エンハンスされた冠動脈全体を含むようにでき、それによって冠動脈スクリーニングのための要件が満たされる。被検体１１４に対する通常モードのスカウト走査を実行するようにＣＴ画像化システム１００を始動させて被検体１１４の対象領域を位置決めするプロセスでは、ガントリ１１０は静止しているが、被検体１１４を運ぶ走査テーブル１１６は、走査テーブルモータによって駆動され、開口部１０８を介して一定速度でガントリ１１０を通過するように移動される。Ｘ線管コントローラ１２２は、Ｘ線管１０２を制御して、被検体１１４の対象領域にＸ線を照射する。その間、データ取得システム１２４は、Ｘ線検出器１１２によって検出されたＸ線の同期サンプリングを実行することにより投影データを取得し、取得された投影データをデータ取得バッファ１３８に一時的に記憶する。被検体１１４に対するＸ線線量の悪影響を軽減するために、Ｘ線管１０２における動作電流を、Ｘ線管コントローラによって、ｍＡのオーダーの大きさにすることが可能である。操作コンソール１３０における中央処理装置１３６は、データ取得バッファ１３８に一時的に記憶されている投影データを用いて、被検体１１４のスカウト走査画像を生成または再構成し、生成または再構成されたスカウト走査画像に基づき、Ｚ軸方向とＸ軸方向とに沿って被検体１１４の対象領域を位置決めする。
【００７１】
被検体１１４の対象領域の位置が決定されると、それ以後のスカウト走査が実行される被検体の領域の範囲が入力装置１３４を介して調整され、その次には、被検体１１４の個別情報に従った造影剤注入プロトコルの設定と、被検体１１４の身体への造影剤の注入とが続く。ここで、造影剤注入プロトコルは、エンハンスされた心臓走査または臨床経験に関する現在の統計に従って調整することができる。
【００７２】
造影剤を被検体１１４に注入してから所定の時間が経過した後で、冠動脈のエンハンスト時間を予測することが可能になる。
【００７３】
例示的な実施形態では、被検体１１４の冠動脈のエンハンスメントのための適切な時間は、冠動脈エンハンスメントの予測モデルと組み合わせることにより、身長、体重および心拍出量など被検体１１４の医療情報に従って予測することができる。
【００７４】
別の例示的な実施形態では、ＣＴシステム１００は、被検体１１４に対するシャトルモードスカウト走査を実行して、被検体１１４の冠動脈エンハンスメントのリアルタイムでの追跡が行われるように、始動される。
【００７５】
具体的には、シャトルモードのスカウト走査の走査範囲は、入力装置１３４を介して調整が可能である。例えば、走査範囲は、被検体１１４の心臓の上方に位置決めすることが可能であり、または、被検体１１４の心臓が位置している対象領域の走査範囲は、効果的なエンハンスメントを得るために約３００ｍｍとして調整が可能である。
【００７６】
スカウトシャトル走査は、入力装置１３４によって始動される。ガントリ１１０が静止しているときに、被検体１１４を運ぶ走査テーブル１１６は、走査テーブルモータによって駆動されて、例えば１５０ｍｍ／ｓという高速で、開口部１０８を通過するように、ガントリ１１０に対して前後に移動する。Ｘ線管コントローラ１２２は、Ｘ線管１０２を制御して、被検体１１４の対象領域にＸ線を照射する。その間、データ取得システム１２４は、Ｘ線検出器１１２によって検出されたＸ線の同期サンプリングを実行することにより投影データを取得し、取得された投影データをデータ取得バッファ１３８に一時的に記憶する。
【００７７】
被検体１１４に対するスカウトシャトル走査を実行するプロセスでは、走査テーブルが前後に高速で移動することを可能にすることによって、冠動脈エンハンスメントの高速モニタリングを達成することができ、被検体１１４に対して照射されるＸ線線量を減らすことができる。異なるスカウト走査モードの間の切り換え時間は、以後の瞬時スイッチングデュアルエネルギスカウト走査におけるものと同じ走査テーブル移動速度をスカウトシャトル走査において採用することによって、短縮することが可能である。スカウトシャトル走査モードを用いると、冠動脈エンハンスメントのモニタリングの周波数を増加させることがありうる。心臓走査のための特別の小型のフィルタ（図１Ａおよび１Ｂには示されていない）を用いることにより、被検体１１４に対して照射されるＸ線線量を更に減少させることが可能である。
【００７８】
スカウトシャトル走査モードに基づく冠動脈エンハンスメントは、所定の閾値に基づいて自動的にトリガすることができる。冠動脈エンハンスメントを自動的にトリガするための所定の閾値は、被検体１１４の医療登録情報と組み合わせられた臨床経験に従って、放射線科医によって予め設定することができる。放射線科医は、入力装置１３４を介し、リアルタイムでスカウト走査の再構成を始動し、エンハンスされた走査をトリガすることができる。データ取得システム１２４は、リアルタイムのスカウト走査から同期的に投影データを収集し、収集された投影データをデータ取得バッファ１３８に一時的に記憶する。
【００７９】
中央処理装置１３６は、データ取得バッファ１３８に一時的に記憶されている第１のスカウトシャトル走査の投影データと、リアルタイムのスカウトシャトル走査の投影データとをそれぞれ用いて、被検体１１４の第１のスカウトシャトル走査画像とリアルタイムのスカウトシャトル走査画像とを生成または再構成する。リアルタイムのスカウトシャトル走査画像における冠動脈の位置と、第１のスカウトシャトル走査画像における冠動脈の対応する位置とを比較してみよ。２つの位置の差が所定の閾値を超えている場合には、対応する位置を記録し、冠動脈のエンハンスされた走査をトリガすべきである。更に、冠動脈のエンハンスされた走査をトリガするための時間は、冠動脈エンハンスト時間として用いられる。冠動脈走査のための現在位置と実際位置との間の差は、以後のエンハンスされた走査の遅延時間を計算するのに用いることができる。ＣＴシステム１００においてコンポーネントを移動させる走査スイッチ時間は、冠動脈エンハンスト時間を予測する際には無視することができる。その理由は、スカウトシャトル走査が、静止しているガントリ１１０と一様の走査テーブル１１６の移動時間とを有しているからである。
【００８０】
別の例示的な実施形態では、通常のアキシアルまたはヘリカルシャトル走査を、入力装置１３４を介して始動させて、被検体１１４の冠動脈エンハンスメントを追跡することができる。
【００８１】
具体的には、通常のスカウト走査によって被検体１１４の対象領域を位置決めした結果に従い、走査追跡のための対象部分および領域を、入力装置１３４を介して選択することができ、リアルタイムのアキシアルシャトル走査を用いて、対象領域における冠動脈のエンハンスメントをモニタする。あるいは、通常のスカウト走査によって被検体１１４の対象領域を位置決めした結果に従い、走査追跡のための対象部分および領域を、入力装置１３４を介して選択することができ、リアルタイムのヘリカルシャトル走査を用いて、対象領域における冠動脈のエンハンスメントをモニタする。シャトル走査モードは、また、冠動脈エンハンスメントのモニタリング周波数を増加させることがありうる。
【００８２】
冠動脈に対するスクリーニング目的に関しては、以上の開示により、被検体１１４の対象領域を位置決めした後で、造影剤を被検体１１４に注入してエンハンスト走査を実行するプロセスが示されている。しかし、スクリーニング目的が異なれば造影剤の必要性や用量が異なりうることを、当業者であれば理解するはずである。換言すると、本発明によるマルチモードスカウト走査に基づくＣＴ画像化技術に関する限り、造影剤を被検体１１４に注入し被検体１１４の対象領域のエンハンスト時間を予測することは、本質的でない。
【００８３】
冠動脈のエンハンスメントを判断する時点で、ＣＴ画像化システム１００は、瞬時スイッチングデュアルエネルギスカウト走査を実行するように始動される。冠動脈エンハンスメント走査が所定の閾値に基づいて自動的にトリガされるように構成されている場合には、瞬時スイッチングデュアルエネルギスカウト走査モードを、中央処理装置１３６によって自動的に始動させることが可能である。
【００８４】
図３は、放射線ＣＴシステムによって実行された本発明の例示的な実施形態による瞬時スイッチングデュアルエネルギスカウト走査の流れ図を示している。
【００８５】
以下では、ＣＴシステムによって実行された瞬時スイッチングデュアルエネルギスカウト走査が、図３を参照して詳述される。
【００８６】
被検体１１４上で瞬時スイッチングデュアルエネルギスカウト走査を実行するとき、ＣＴシステム１００は、高電圧と低電圧との間での瞬時スイッチングによりスカウト走査を実行し、被検体１１４のデュアルエネルギ投影データ（すなわち、高エネルギ投影データおよび低エネルギ投影データ）を収集し、収集されたデュアルエネルギ投影データから、ＧＳＩアルゴリズムを介して、被検体の対象領域のエネルギスペクトル画像と物質分解画像とを生成し、生成されたエネルギスペクトル画像と物質分解画像とから、放射線科医または臨床医による被検体１１４のスクリーニングのために、スクリーニング目的に対応する物質対画像と単一エネルギ画像とを生成する。例えば、スクリーニングが冠動脈を対象としている場合には、生成された物質対および単一エネルギ画像を、被検体１１４に冠動脈の狭窄および／または冠動脈の石灰化が生じていないかどうかをスクリーニングするのに、用いることができる。
【００８７】
具体的には、３０２で、高速スイッチングによってＸ線コントローラ１２２が第１の電圧と第２の電圧とをＸ線管１０２に出力することを可能にすることにより、ガントリ１１０が静止するように維持され、被検体１１４が開口部１０８を介してガントリ１１０を通過するように一定速度で被検体１１４の縦軸に沿った方向に移動される間に、被検体１１４のデュアルエネルギ投影データが収集される。
【００８８】
例示的な実施形態では、Ｘ線コントローラ１２２が、８２５Ｈｚの周波数で第１の電圧と第２の電圧とを切り替える。別の例示的な実施形態では、Ｘ線コントローラ１２２が、５５０Ｈｚと等しいかまたはそれよりも高い周波数で、第１の電圧と第２の電圧とを切り替える。データ取得システム１２４が、走査テーブル１１６の速度を一定に保ちながら、Ｘ線管１０２の動作電圧を高速で切り替えるように、サンプリングを同期的に実行すると、低いｋＶｐ構成と高いｋＶｐ構成とに基づいて、重複する投影サンプルが得られる。デュアルエネルギ走査プロセスでは、走査テーブル１１６の速度は、１００ｍｍ／ｓである、１００ｍｍ／ｓから１７５ｍｍ／ｓの間を変動する、または０ｍｍ／ｓから２００ｍｍ／ｓもしくは更に高速の間で変動する、ということがありうる。
【００８９】
Ｘ線管１０２の出力電流は、２０〜４００ｍＡでありうる。第２の電圧は、第１の電圧よりも高圧でありうる。したがって、データ取得システム１２４は、第１の電圧周期の間に低エネルギ投影データを収集し（３０６）、第２の電圧周期の間に高エネルギ投影データを収集する（３０４）。第１および第２の電圧は、８０ｋＶｐから１２０ｋＶｐまでの間から選択することができる。ある例示的な実施形態では、第１の電圧は８０ｋＶｐ、第２の電圧は１４０ｋＶｐでありうる。別の例示的な実施形態では、第１の電圧は１００ｋＶｐ、第２の電圧は１２０ｋＶｐでありうる。更に別の例示的な実施形態では、Ｘ線管１０２の動作電圧は、データ取得周期の間に連続的に変動し、複数のエネルギレベルを生成して、Ｘ線検出器１１２によって受け取られるＸ線ビームを等化することができる。
【００９０】
データ取得システム１２４は、収集されたデュアルエネルギ投影データを、一時的な記憶のためにデータ取得バッファ１３８に送信する。中央処理装置１３６は、データ取得バッファ１３８に一時的に記憶されているデュアルエネルギ投影データを用いて、被検体１１４の１つまたは複数のデュアルエネルギ画像を生成または再構成する。生成または再構成されたデュアルエネルギ画像は、２次元の基礎物質密度画像を生成するのに用いることができる。基礎物質密度画像は、その画像における対象領域を同定し、特徴付け、診断するのに助けになる特定密度画像を生成するように処理することができる。例えば、特定密度画像は、骨密度、軟組織、カルシウム、水分、ヨウ素、脂肪分などに関係しうる。
【００９１】
図３に示されているように、中央処理装置１３６は、収集された低エネルギ投影データおよび高エネルギ投影データを処理する（３０８〜３１０）。具体的には、中央処理装置１３６は、データ取得バッファ１３８から抽出された低エネルギ投影データおよび高エネルギ投影データに対して、フォーマット変換、スピット補正（spits correction）、ゼロ交換参照（zero replacement reference）、正規化、チャネルトランケーション、エアキャリブレーション、事前の不良検出器補正および最終的な不良検出器補正を含む処理態様の内の１つまたは複数を実行することができる。
【００９２】
３１２では、中央処理装置１３６は、処理された低エネルギおよび高エネルギ投影データに対してビューアライメントを実行し、アライメントのなされた高エネルギおよび低エネルギビューに対してスカウト圧縮、平均化および負の対数処理を行い、更にビューにおける物質対ｍ１およびｍ２を分離する。３１４および３１６では、中央処理装置１３６が、分離された物質対ｍ１およびｍ２をフィルタリングし、３１８および３２０では、物質対ｍ１およびｍ２のＣＴ画像が、フィルタリングされた物質対ｍ１およびｍ２のビューに従って生成または再構成され、３２２では、単一エネルギ画像が、選択された単一エネルギに基づいて、物質対ｍ１およびｍ２のＣＴ画像から生成される。オプションであるが、中央処理装置１３６は、また、予測されたＣＴ値に基づいて、生成された単一エネルギ画像を補正することができる。
【００９３】
瞬時スイッチングデュアルエネルギスカウト走査の投影データを収集する前に、または後に、物質対と単一エネルギとを、スクリーニング目的のために選択することができる。例示的な実施形態では、スクリーニング目的に従って、水とカルシウム（またはヨウ素）を、物質対ｍ１およびｍ２として選択することができる。当業者であれば、他の物質対を選択できること、例えば、ヨウ素とＨＡＰを物質対として選択できることを理解するであろう。
【００９４】
図４は、通常のスカウト走査から得られた冠動脈のＣＴ画像と、本発明によるマルチモードスカウトエンハンスト走査から得られた冠動脈のＣＴ画像とを示している。
【００９５】
図４では、図（Ａ）は、通常のスカウト走査から得られた冠動脈のＣＴ画像を示し、図（Ｂ）は、本発明によるマルチモードスカウトエンハンスト走査から得られた冠動脈と関係する軟組織のＣＴ画像を示していて、このＣＴ画像は図３の３１８および３２０で中央処理装置１３６によって生成された物質画像の内の一方に対応し、図（Ｃ）は、本発明によるマルチモードスカウトエンハンスト走査から得られた冠動脈と関係する骨のＣＴ画像を示していて、このＣＴ画像は図３の３１８および３２０で中央処理装置１３６によって生成された物質画像の内の他方に対応し、図（Ｄ）は、本発明によるマルチモードスカウトエンハンスト走査から得られた冠動脈と関係する単一エネルギのＣＴ画像を示していて、このＣＴ画像は図３の３２２で中央処理装置１３６によって物質対のＣＴ画像から生成された単一エネルギ画像に対応する。
【００９６】
図４の（Ａ）および（Ｃ）における矢印によって示されているように、通常のスカウト走査から得られたスカウト画像とＧＳＩスカウトから得られた水およびカルシウムの物質分解画像とを比較することにより、ＧＳＩスカウト走査は、物質分解を介して、得られたＣＴ画像における冠動脈をより明瞭に特徴付けることができ、それにより、冠動脈の石灰化および／または狭窄を診断するための視覚的証拠が提供される。
【００９７】
図４（Ｄ）に示されている単一エネルギ画像が対応する最適なｋｅＶ値は、７０ｋｅＶである。最適のｋｅＶ値は、スクリーニング目的の異なる規則に従って、単一エネルギ画像に与えることができる。ｋｅＶ値は、被検体の医学的条件と冠動脈のエンハンスト走査の効果とに従って、それ自体で定義されうる。より高い密度解像度が望まれる場合には、例えば４０から６０ｋｅＶなど、より低いｋｅＶ値を選択することができる。ビームハードニングにより生じるアーチファクトを除去する必要がある場合には、より高いｋｅＶ値を選択することができる。得られたｋｅＶ値の減算または加算処理を通じて、より多くの情報を得ることができる。
【００９８】
ナビーン・チャンドラ（Ｎａｖｅｅｎ  Ｃｈａｎｄｒａ）他によって出願された「マルチエネルギＣＴ画像化データを取得するシステムおよび方法（Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ａｃｑｕｉｒｉｎｇ  Ｍｕｌｔｉ−ｅｎｅｒｇｙ  ＣＴ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｄａｔａ）」と題する米国特許第８１９９８７５号には、高および低ｋＶｐ投影データを用いて最終画像を生成するＣＴ画像化方法が開示されている。引用により、この米国特許の開示は、本開示に組み入れられる。
【００９９】
ＣＴシステム１００によって実行された瞬時スイッチングデュアルエネルギＧＳＩスカウト走査から生成または再構成された冠動脈のエンハンストＣＴ画像により、放射線科医または臨床医は、被検体１１４に冠動脈の狭窄および／または石灰化を生じているかどうかに関する予備的な診断を行う。同一の対象領域を対象とする異なるスクリーニング目的のために２つまたはそれよりも多くのモードのスクリーニングを同時的に実行する意図を有している場合には、放射線科医または臨床医は、異なる物質対および単一エネルギを選択して、以前の瞬時スイッチングデュアルエネルギＧＳＩスカウト走査を介して収集されたデュアルエネルギ投影データから、対応するスクリーニングの実現に役立つ関心対象の画像を事後的に再構成することができる。同様に、関心対象の物質および単一エネルギをより多く選択する意図を有している場合には、放射線科医または臨床医は、また、以前の瞬時スイッチングデュアルエネルギＧＳＩスカウト走査を介して収集されたデュアルエネルギ投影データから、対応するスクリーニングの実現に役立つ関心対象のより多くの画像を、事後的に再構成することができる。
【０１００】
図４（Ｄ）に示されている単一エネルギ画像が対応する選択された単一エネルギは、７０ｋｅＶである。しかし、この単一エネルギ画像における被検体の冠動脈は、冠動脈の狭窄および／または石灰化のスクリーニングに十分な程度まで明瞭でない。したがって、より低い単一エネルギを新たに選択して、以前の瞬時スイッチングデュアルエネルギＧＳＩスカウト走査を介して収集されたデュアルエネルギ投影データから、より高密度の分解能を有する単一エネルギ画像を再構成することができ、このより高密度の分解能を有する単一エネルギ画像を、冠動脈のスクリーニングに用いることができる。
【０１０１】
本発明によるマルチモードスカウトエンハンスト走査に基づくＣＴ画像化技術が採用されると、被検体の３次元画像を生成または再構成するために被検体の対象領域上で完全なＣＴ走査を実行することが不要である。したがって、被検体の対象領域の３次元ＣＴ画像の生成または再構成と比較すると、本発明によるマルチモードスカウトエンハンスト走査は、ＣＴ走査の間に被検体に対して照射されるＸ線線量を著しく減少させることができる。更に、本発明によるマルチモードスカウトエンハンスト走査に基づくＣＴ画像化技術を用いることにより、スクリーニング目的に対応する複数の物質画像および単一エネルギ画像を、瞬時スイッチングデュアルエネルギスカウト走査露出によって収集された投影データから生成または再構成することができ、その際に被検体を複数回にわたり露出することは不要であり、それにより、被検体のＸ線線量を更に減少させ、関心対象のＣＴ画像の画像化時間を短縮することができる。
【０１０２】
本発明による例示的な実施形態では、瞬時スイッチングデュアルエネルギスカウト走査とエンハンスト走査とを組み合わせて被検体の冠動脈のスクリーニングに適用することによって、より明瞭な冠動脈画像を、冠動脈の狭窄および／または石灰化を診断する目的のために、低いＸ線線量で迅速に得ることが可能である。
【０１０３】
本発明による例示的な実施形態では、スカウトシャトル走査が、被検体に造影剤が注入された後で、対象領域のエンハンスメントを追跡するために用いられることにより、低線量における正確なモニタリングが保証される。本発明によるマルチモードスカウトエンハンスト走査に基づくＣＴ画像化技術は、エンハンスメントを必要とする任意のスカウト走査に適用が可能である。
【０１０４】
以上では本発明について特定の実施形態を参照して説明してきたが、本発明がこれらの特定の実施形態に限定されないことを理解すべきである。当業者であれば、様々な修正、置き換え、変更などを本発明に対して行いうることを理解するであろう。例えば、上述した実施形態において、１つのステップもしくはコンポーネントを複数のステップもしくはコンポーネントに分解することができ、または、逆に、上述した実施形態における複数のステップもしくはコンポーネントを１つのステップもしくはコンポーネントとして実現することが可能である。これらの変更はすべて、本発明の精神から逸脱しない限り、保護範囲に含まれるべきである。更に、本明細書および特許請求の範囲において用いられている用語は、限定を目的とせず、説明のためのものである。また、実際の必要性に応じて、ある特定の実施形態に記載されている特徴の全部または一部を、別の実施形態に組み入れることが可能である。
【符号の説明】
【０１０５】
１００  放射線ＣＴシステム
１０２  Ｘ線管
１０４  コリメータ
１０６  Ｘ線
１０８  開口部
１１０  ガントリ
１１２  Ｘ線検出器
１１４  被検体
１１６  走査テーブル
１１８  被検体の縦軸
１２０  コリメータコントローラ
１２２  Ｘ線コントローラ
１２４  データ取得システム
１２６  回転コントローラ
１２８  回転部
１３０  操作コンソール
１３２  表示装置
１３４  入力装置
１３６  中央処理装置
１３８  データ取得バッファ
１４０  制御インターフェース
１４２  記憶装置
【図１Ａ】
2014128664.tif 000003
【図１Ｂ】
2014128664.tif 000004
【図２】
2014128664.tif 000005
【図３】
2014128664.tif 000006
【図４】
2014128664.tif 000007
【外国語明細書】
2014128664000001.pdf