(57)【要約】      （修正有）【課題】組織の時間変動密度シグネチャを提示するためのシステムを提供する。【解決手段】時間変動密度シグネチャ１４５は、ターゲット組織１２０の１つまたは複数の（たとえば、物理的、機械的、電気的などの）特性を反映する取得済みセンサデータに基づいて計算されうる。その後、時間変動密度シグネチャ１４５が使用されて、ターゲット組織の密度が、時間に関して、おそらくは時間に関する１次、２次、またはそれより高次の導関数に基づいてどのように変化するかを示す出力１５６が生成されうる。【選択図】図３
2014046210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組織の関する情報を提供するためのシステムであって、
前記組織にエネルギーを提供するデバイスと、
前記エネルギーと前記組織との相互作用から少なくとも部分的に生じる信号を前記組織から受信するように構成されたセンサと、
前記信号を、前記組織の一部分に対応する時間変動密度シグネチャに変換する、前記センサに結合された信号変換器と、
前記密度シグネチャに依存する出力を生成する出力デバイスとを備えるシステム。
【請求項２】
前記デバイスは、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）機械、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）機械、超音波機械、核医学イメージング（たとえば、陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）、単一光子放射コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ））、分子イメージング、およびｘ線機械ならなる群から選択される請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記センサは、前記組織から遠位に配設される請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記センサは、前記組織に物理的に接触する請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記センサは、前記組織から前記信号を選択的に受信するように構成される請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記センサは、前記組織を含む解剖学的構造から前記信号を選択的に受信するように構成される請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記解剖学的構造は肺である請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記解剖学的構造は、フラクタルな特性を含む請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記出力デバイスはディスプレイを備える請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ディスプレイは、前記密度シグネチャに依存する画像を前記出力として提示するように構成される請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記画像は、時間変動画像である請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記出力は、前記組織の変形位置合わせ画像を備える請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
前記出力は、前記組織の剛体位置合わせ画像を備える請求項９に記載のシステム。
【請求項１４】
前記出力は、リアルタイムに生成される請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記時間変動密度シグネチャは、少なくとも前記組織の長さ測定値を含む請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記時間変動密度シグネチャは、少なくとも前記組織の面積測定値を含む請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記時間変動密度シグネチャは、少なくとも前記組織の体積測定値を含む請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記時間変動密度シグネチャは、前記組織の非質量特性を表す請求項１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、以下のシリアル番号を有する米国仮出願に対して優先権を主張する。以下のシリアル番号とは、
２０１１年８月３０日に出願された第６１／５２９１０９号、第６１／５２８９４９号、および第６１／５２８９８４号、
２０１１年８月３１日に出願された第６１／５２９５５６号および第６１／５２９６１０号、
２０１１年９月９日に出願された第６１／５３２９２３号、第６１／５３２９４４号、および第６１／５３２９８８号、ならびに、
２０１１年１０月５日に出願された第６１／５４３６４４号
である。
【０００２】
本明細書で論じるこれらのまた全ての他の非本質的な資料は、参照によりその全体が組込まれる。組込まれる参考文献における用語の定義または使用が、本明細書で与えられる用語の定義に矛盾するかまたは相反する場合、本明細書で与えられる用語の定義が適用され、参考文献内のその用語の定義は適用されない。
【０００３】
本発明の分野は、組織密度検出技術である。
【背景技術】
【０００４】
医療イメージングにおいて、体積データセットは、３次元（３Ｄ）モデルをレンダリングすることによって頻繁に評価されて、ユーザは、３Ｄモデルと相互作用して、特定の解剖学的構造または組織を観察、測定、または区分化しうる。同じ患者データの複数の体積を、時間限定方式で同じモダリティ（たとえば、ＣＴ）によって、または、異なるモダリティから取得することが一般的である。しばしば、その意図は、１つの体積データを他の体積データと比較することである。比較を容易にするために、データセットは、１つのデータセットが他のデータセットに整列するように位置合わせすることができる。剛体位置合わせでは、各データセットのボクセル情報は、不変のままにされる（図１）が、データは、並進、回転、および／またはスケーリングによって調整されうる。生理的動態、生物学的成長、および、各取得、組織特性、環境特性、または他の問題の固有の差のせいで、解剖学的構造は、しばしば、剛体位置合わせによって整列するのではなく、他のデータセットに対する１つデータセットの形態学的調整を必要とする。非剛体すなわち変形可能位置合わせは、１つのデータセット内の特定のターゲットを別のデータセットに対して整列させ、次に、１つのデータセット内の位置（たとえば、ピクセル、ボクセル）から後続のデータセット内のその位置へ組織をある変換でマッピングすることによって実施される（図２）。
【０００５】
サブストレイトとしての変形可能位置合わせによって、生体組織は、イメージングされ定量化されて、組織特性の新しい定量化をヘルスケアプロバイダに提供する。剛体位置合わせに基づく以前の技法は、時点ごとに組織の位置の変化または他の組織特性に追従しない。
【０００６】
興味深いことには、剛体位置合わせに基づく以前の技法は、特に、組織密度などの時間変動組織特性を組織が有するときに、真の３次元的な組織の動きについての十分な情報を提供することができない。そのため、時間変動組織特性を反映する組織の動きデータを提供する必要性が依然として存在する。
【０００７】
文脈にそうでないと示されない限り、本明細書で述べる全ての範囲は、その範囲の終点を含むものとして解釈されるべきであり、オープンエンドの範囲は、商業的に実用的な値を含むと解釈されるべきである。同様に、値の全てのリストは、文脈にそうでないと示されない限り、中間値を含むものと考えられるべきである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
発明の主題は、組織密度のシグネチャが測定されうる装置、システム、および方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明の主題の一態様は、組織に関する情報を提供するためのシステムを含む。企図されるシステムは、入射エネルギー（たとえば、超音波、ＲＦ、ＭＲＩ、ＣＴ、Ｘ線など）をターゲット組織に誘導し、一方、センサは、組織とエネルギーとの間の相互作用による信号を収集する。システムは、信号を、組織の時間変動密度シグネチャに変換する信号変換器をさらに含むことができ、組織の時間変動密度シグネチャは、出力デバイス（たとえば、ディスプレイ、モニタ、プリンタ、データベースなど）上でレンダリングされうる。収集される信号はまた、組織の特定の信号または部分にフォーカスするために選択的に受信されうる（たとえば、フィルタリングされうる、フォーカスされうる、誘導されうるなどをされうる）。さらに、センサは、組織から遠位にありうる、組織に物理的に接触しうる、またはおそらく、組織に埋め込まれうる。
【００１０】
発明の主題の種々の目的、特徴、態様、および利点は、添付図面と共に、好ましい実施形態の以下の詳細な説明からより明らかになる。図面では、同じ数字は同じコンポーネントを示す。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】剛体位置合わせによって不変のままになるボクセル情報の図である。
【図２】非剛体位置合わせによって変化するボクセル情報の図である。
【図３】ターゲット組織の時間変動密度シグネチャを確定するシステムの図である。
【図４】変形可能位置合わせを使用してイメージングされた大動脈弁を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下の説明はコンピュータ／サーバベース組織解析システムを対象とするが、種々の代替の構成もまた適していると見なされ、サーバ、インタフェース、システム、データベース、エージェント、ピア、エンジン、コントローラ、あるいは、個々にまたは一体的に動作する他のタイプのコンピューティングデバイスを含む種々のコンピューティングデバイスを使用することができることが留意されるべきである。コンピューティングデバイスが、有形の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体（たとえば、ハードドライブ、固体ドライブ、ＲＡＭ、フラッシュ、ＲＯＭなど）上に記憶されるソフトウェア命令を実行するように構成されるプロセッサを備えることが認識されるべきである。ソフトウェア命令は、好ましくは、開示される装置に関して以下で論じる、役割、責任、または他の機能を提供するようにコンピューティングデバイスを構成する。特に好ましい実施形態では、種々のサーバ、システム、データベース、またはインタフェースは、ＨＴＴＰ、ＨＴＴＰＳ、ＡＥＳ、公開鍵−秘密鍵交換、ウェブサーバＡＰＩ、知られている金融取引プロトコル、または他の電子情報交換方法におそらくは基づく標準化されたプロトコルまたはアルゴリズムを使用してデータを交換する。データ交換は、好ましくは、パケット交換ネットワーク、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮ、ＶＰＮ、または他のタイプのパケット交換ネットワークを通じて行われる。
【００１３】
開示される技法が、ターゲット組織をエネルギー内に浸すこと、および、戻ってくる組織信号を、組織に対応する時間変動密度シグネチャに変換することを含めて、多くの有利な技術的効果を提供することが認識されるべきである。信号変換器は、シグネチャにレバレッジをかけて、シグネチャに関連する情報を提示するように出力デバイスを構成する。
【００１４】
以下の論議は、本手段の多くの例示的な実施形態を提供する。各実施形態は本発明の要素の１つの組合せを示すが、発明の主題は、開示される要素の考えられる全ての組合せを含むと考えられる。そのため、１つの実施形態が、要素Ａ、Ｂ、およびＣを備え、第２の実施形態が、要素ＢおよびＣを備える場合、発明の主題もまた、たとえ明示的に開示されなくても、Ａ、Ｂ、Ｃ、またはＤについての他の残りの組合せを含むと考えられる。
【００１５】
本明細書で述べる場合、また、文脈にそうでないと示されない限り、用語「に結合した（ｃｏｕｐｌｅｄ  ｔｏ）」は、直接結合（互いに結合される２つの要素が互いに接触する）と間接結合（２つの要素の間に少なくとも１つのさらなる要素が位置する）の両方を含むことを意図される。したがって、用語「に結合された」および「と結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ  ｗｉｔｈ）」は同義的に使用される。本文書内で、用語「に結合された」および「と結合された」はまた、「通信可能に結合された（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｖｅｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｔｏ）」（２つ以上のネットワーク化されたデバイスがネットワークを通じて通信できる）を意味するために婉曲に使用される。
【００１６】
Ｑｉ  Ｉｍａｇｉｎｇ，ＬＬＣ（以前は、Ｚｉｏｓｏｆｔ  Ｉｎｃ．；ｗｗｗ．ｚｉｏｓｏｆｔｉｎｃ．ｃｏｍ参照）は、以下の発行済み特許および公開特許出願に記載される変形可能位置合わせのためのシステムおよび方法を開拓した。開示される技法は、これらの基礎的仕事に基づく。これらの基礎的な仕事とは、
米国第７，３１０，０９５号、第７，４２０，５７５号、第７，４２４，１４０号、第７，５０２，０２５号、第７，５２９，３９６号、第７，５７４，０２７号、第７，５７６，７４１号、第７，６１６，２０５号、第７，６２０，２２４号、第７，６２３，６９５号、第７，６３９，８５５号、第７，６３９，８６７号、第７，６４７，５９３号、第７，６５３，２３１号、第７，６８９，０１８号、第７，７０６，５８８号、第７，７３８，７０１号、第７，７７８，４５１号、第７，７８２，５０７号、第７，７９６，８３５号、第７，８１７，８７７号、第７，８２５，９２４号、第７，８５３，０５７号、第７，８６０，２８４号、第７，８６０，９４９号、第７，８６９，６３８号、第７，８７３，１９７号、第７，９０７，７６３号、
【００１７】
および、
米国第２００６／０１５５８００号、第２００７／０２２３８３２号、第２００８／００７５３４６号、第２００８／０１０１６７２号、第２００８／０１３６８１５号、第２００８／０１７０７６８号、第２００８／０２９７５０９号、第２００９／０００３６６８号、第２００９／００１９４００号、第２００９／０１１９６０９号、第２００９／０１２９６４２号、第２００９／０１７４７２９号、第２００９／０２９０７６９号、第２０１０／０００７６６３号、第２０１０／０１４２７８８号、第２０１１／００７５８８８号、第２０１１／００７５８９６号、ＷＯ２０１１／０３７８５３号、ＷＯ２０１１／０３７８６０号
である。
【００１８】
位置合わせは、標準的な画像処理技法である。多くのアルゴリズムおよびアプローチが、剛体位置合わせと変形可能位置合わせを達成するために使用される。本文書は、直列に取得されるデータセット間またはマルチモダリティデータセット間でよりより相関を可能にする位置合わせプロセスを自動化するという概念を提示する。位置合わせプロセスを自動化し、所望の変換を導出するとき、自動化メトリクスを、位置合わせされるボクセル間で計算することができ、それにより、ボクセル−ボクセル解析が実施されうる、組織が区分化されうる、時間ベース変化が自動化されうる。
【００１９】
図３は、組織に関する情報を提供するためのシステム１００を提示する。システム１００は、組織１２０に関連する時間変動密度シグネチャ１４５を確定するのを補助するいくつかの異なるコンポーネントを含みうる。
【００２０】
組織１２０は、患者（たとえば、人間、動物など）に関連する種々の形態の組織を含みうる。好ましくは、組織１２０は、より大きな解剖学的構造、おそらくは器官の少なくとも一部分を示す。たとえば、組織１２０は、時間変動密度を有する器官、おそらくは、心臓、肺、気管、膀胱、弁、または他のタイプの器官を含みうる。通常、時間が経過するにつれて、組織１２０は、形状または寸法（たとえば、長さ、深さ、幅、断面積、体積など）を変化させる。開示される技法は、組織１２０が形状または寸法を変化させるときに、組織１２０に関連する密度がどのように変化するかを観測するインフラストラクチャを提供する。
【００２１】
システム１００は、組織１２０上に入射エネルギー１１５を放出するように構成されるデバイス１１０の１つまたは複数を含みうる。組織１２０と相互作用する入射エネルギー１１５に応答して、組織１２０は、組織信号１２５を放出する。組織信号１２５は、反射信号、吸収信号、透過信号、または入射エネルギー１１５によって組織１２０から生じる他のタイプの信号を含みうる。たとえば、入射エネルギー１１５は、Ｘ線を含むことができ、組織信号１２５は、組織１２０によるＸ線の透過（または吸収）を示す情報を含むことができる。例示的な入射エネルギーは、超音波（すなわち、音響信号）、Ｘ線、磁気共鳴エネルギー、ＲＦエネルギー（すなわち、電磁エネルギー）、中性子（すなわち、粒子エネルギー）、または他の形態のエネルギーを含みうる。
【００２２】
デバイス１１０は、多くの異なる形態をとりうる。例示的なデバイスは、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）機械、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）機械、超音波機械、核医学イメージング（たとえば、陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）、単一光子放射コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ））、分子イメージング、およびｘ線機械の１つまたは複数を含みうる。当然、入射エネルギー１１５および組織信号１２５は、デバイスの性質に依存する。
【００２３】
システム１００は、入射エネルギー１１５と組織１２０との相互作用から少なくとも部分的に生じる組織信号１２５を受信するように構成される１つまたは複数のセンサ１３０をさらに含む。センサ１３０はまた、多くの異なる形態、好ましくは、組織信号１２５の性質にふさわしい形態をとりうる。たとえば、組織信号１２０が音響エネルギーを示すとき、センサ１３０は、１つまたは複数の音響変換器を含みうる。組織信号１２０が電磁エネルギーを含む場合、センサ１２０は、アンテナ、磁気、ＣＣＤ、または他の電磁センサを備えうる。
【００２４】
いくつかの実施形態では、センサ１３０は、組織１２０の近位に配設される。たとえば、組織信号１２０が音響エネルギーを含むとき、センサ１３０（たとえば、圧電変換器）は、患者または組織１２０に物理的接触状態にありうる。他の実施形態では、センサ１３０は、組織１２０から遠位に設置されうる（すなわち、患者または組織に物理的に接触しない）。たとえば、デバイス１１０がＭＲＩシステムを備える場合、センサは、必ずしも組織１２０に接触する必要はない。
【００２５】
センサ１３０は、組織１２０に関連するデータを収集し、データを信号変換器１４０に提供する。信号変換器１４０、好ましくは、センサ１３０またはおそらくはデバイス１１０に結合されたコンピューティングデバイスは、組織信号１２５を時間変動密度シグネチャ１４５に変換する。いくつかの実施形態では、信号変換器１４０は、経時的に組織信号１２５を監視して、おそらくは、形状、寸法、質量、または他の組織特性を示す組織信号１２５が時間と共にどのように変化するかを観測する。患者の肺機能を監視するというシナリオを考える。組織信号１２５は、患者の肺の物理的寸法を示しうる。信号変換器１４０は、その情報を使用して、患者が呼吸を継続するときの肺の体積を計算しうる。吸気中、肺の時間変動密度シグネチャ１４５は、肺質量（すなわち、監視される肺組織の質量）が実質的に一定のままである間に肺の体積が増加するため減少することになる。呼気中、肺の体積の減少によって、肺の時間変動密度シグネチャ１４５は、増加することになる。肺などの解剖学的構造に関して時間変動密度シグネチャ１４５を生じる他の因子が働きうることもまた認識されるべきである。例を継続すると、肺の時間変動密度シグネチャ１４５は、呼吸によって変化するが、組織１２０の質量に影響を及ぼしうる、肺を通る血流の変化によっても変動しうる。そのため、開示される技法は、組織１２０の物理的特性ならびに他の特性の変化を測定する。他の特性は、組織質量またはさらに非質量特性を含みうる。例示的な非質量特性は、電気的特性（たとえば、抵抗、伝導率、インダクタンスなど）、化学的特性（たとえば、ｐＨ、酸素飽和度など）、生物学的特性（たとえば、神経分布、筋肉タイプ、血管分布など）、機械的特性（たとえば、応力、歪、せん断、弾性、硬度など）、組織状態（たとえば、壊死している、生きているなど）、または他のタイプの組織特性を含みうる。組織１２０の特性は、センサデータから直接にまたは間接的に導出されうる。たとえば、組織信号１２０が音響データを含むとき、音響データは、組織１２０の機械的特性を示しうる。組織信号１２０が電磁データを含むとき、電磁データは、組織１２０の電気的特性、またはおそらくは化学的特性を示しうる。
【００２６】
時間変動密度シグネチャ１４５が、質量ベース密度を示すだけであるのではなく、２つの特性の時間変動比を示すことが認識されるべきである。たとえば、密度（δ）は、単位長さに対する、単位面積に対する、またはさらに単位体積に対する特性の比を含みうる。例として質量を使用して、密度は、単に、信号変換器１４０によって計算される、組織１２０の質量を組織１２０に関連する体積で割った値を含みうる。それでも、密度は、単位長さ当たりの伝導率、単位面積当たりの応力または歪、あるいは他のタイプの特性密度を含みうる。
【００２７】
時間変動密度シグネチャ１４５は、導関数ｄδ／ｄｔまたは差Δδ／Δｔとして表されうる組織特性密度の時間変動性質をさらに含む。後者は、複数の時間間隔またはフェーズにおいて信号変換器１４０によってより容易に計算されうる。密度の時間変動性質もまた、より高次の時間導関数に依存しうることがさらに留意されるべきである。そのため、本主題は、密度の１次の（Δδ／Δｔ）、２次の（Δ２δ／Δｔ２）、３次の（Δ３δ／Δｔ３）、４次の（Δ４δ／Δｔ４）、またはより高次の時間「導関数（ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ）」を計算することを含むことが考えられる。密度のこうしたより高次の表現は、さらなる診断値を提供する。患者が痙攣するときのシナリオを考える。組織の痙攣は、単純な静的イメージングによって明らかにならない場合がある特定のより高次のシグネチャを有しうる。シグネチャは、解析されると、既知のシグネチャと比較されて、苦痛のタイプまたは性質が確定されうる。
【００２８】
図３は、別個の装置として、デバイス１１０、センサ１３０、および信号変換器１４０を示すが、コンポーネントの３つ全てが、単一システムまたは装置として共に統合されうることが認識されるべきである。たとえば、３つのコンポーネントは、ＭＲＩシステム、超音波機械、またはおそらくは既知のシステムのハイブリッドになるように統合されうる。
【００２９】
センサ１３０は、おそらくは信号変換器１４０のコマンド下でさらに構成されて、組織１２０から組織信号１２５を選択的に受信しうる。たとえば、センサ１３０は、組織信号１２５の所望の特性（たとえば、周波数、振幅、位相、極性など）を選択するためのフィルタを含みうる。さらに、センサ１３０は、組織１２０を構成する解剖学的構造を選択的にねらうように構成されうる。こうした実施形態では、センサ１３０は、所望の解剖学的構造（たとえば、心臓、脳、肺、膀胱、肝臓、筋肉など）から生じる信号を除いて、患者の他の領域からの組織信号１２５をフィルタリングしうる。こうしたフィルタリングは、センサ１３０で、信号変換器１４０で、またはおそらくは出力デバイス１５０で起こりうる。組織信号１２５のこうしたフィルタリングまたは選択性は、特に、解剖学的構造、たとえば、肺または循環系の所定の部分がフラクタルな特性または幾何形状を含むときに有利であると考えられる。
【００３０】
生成されると、時間変動密度シグネチャ１４５は、おそらくはネットワークを通じて出力デバイス１５０に送信されうる。出力デバイス１５０は、好ましくは、時間変動密度シグネチャ１４５に依存する出力１５６を生成する。出力１５６は、時間の関数としての密度を示すグラフとして示され、おそらくは、複数の呼吸サイクルを通した肺密度を示す。
【００３１】
より好ましい実施形態では、出力１５６は、出力デバイス１５０のディスプレイ１５５上でレンダリングされうる組織１２０の画像を含みうる。組織の画像は、密度の時間変動性質を示すオーバレイを含みうる。たとえば、オーバレイは、密度シグネチャが時間と共にどのように変動するかを示す、輪郭、色、ベクトル、または他のエンハンスメントを含みうる。より好ましくは、画像自体が、時間変動性がありうる。心臓が拍動している間に心臓をイメージングするというシナリオを考える。出力デバイス１５０は、拍動する心臓の時間変動ビデオを表示し、心臓の質量密度が時間的にどのように影響を受けるかを示すオーバレイを含む。より好ましい実施形態では、出力１５６は、リアルタイムに生成されうる。より複雑なレンダリングの場合、出力１５６は、おそらくはレンダリングクラウドベースサービス（ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ  ｃｏｕｌｄ−ｂａｓｅｄ  ｓｅｒｖｉｃｅ）によってオフラインで生成されうる。開示される技法は、組織１２０またはその関連する解剖学的構造の断面をデジタル的にまたは仮想的に観察することを可能にすることがさらに認識されるべきである。したがって、出力１５６は、断面に関して時間的な密度変化の表現を含みうる。こうしたアプローチは、組織１２０内の腫瘍または瘢痕組織の密度が時間と共に変化しない可能性があることから有利であると考えられる。
【００３２】
出力１５６は、種々の技法によって生成されうる。いくつかの実施形態では、出力１５６は、既知の剛体位置合わせ技法によって生成された画像を含みうる。より好ましい実施形態では、出力１５６は、先に参照したＱｉ  Ｉｍａｇｉｎｇによって開拓された技法に基づいて生成された組織１２０の変形可能位置合わせ画像を含む。さらに、時間変動密度シグネチャ１４５は、特に変形可能位置合わせに基づいてボクセルごとに表現されうる。ボクセルごとの表現は、長さ、面積、体積、または種々の時間導関数による組織密度変動の深さ方向体積解析（ｉｎ  ｄｅｐｔｈ  ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ  ａｎａｌｙｓｉｓ）をもたらす。そのため、出力１５６は、時間変動密度シグネチャ１４５の細粒度表現を含みうる。
剛体位置合わせ：ＳＰＥＣＴ／ＣＴ心臓イメージング
【００３３】
冠状動脈疾患（ＣＡＤ）は、解剖学的データと生理的データの両方に基づいて評価される。臨床医は、ＣＡＤの解剖学的成分と生理的成分を評価するために２つの別個のモダリティを使用することができる。ＣＴ検査は、冠状動脈の解剖学的情報および血流を妨げる狭窄が存在するかどうかを提供するために使用することができる。ＳＰＥＣＴスキャン（またはストレステスト）は、心筋への血流の灌流を測定するために使用される。これらの２つの例は、相補的情報を提供し、したがって、互いに関して各検査に含まれる情報を観察することが有用である。剛体位置合わせ法または変形可能位置合わせ法は、ＳＰＥＣＴ画像内の左心室の位置をＣＴ画像の左心室の位置に整列させるために使用されうる。これは、解剖学的構造内の妨害物が灌流の欠乏に関連するかどうかを判定するために、冠状動脈分布に対する灌流マップの同時観察を可能にする。
変形可能位置合わせ：肺の呼吸解析
【００３４】
時間変動密度シグネチャは、広い範囲のデータ表現をカバーしうる。１つの特に企図される使用事例では、時間変動密度シグネチャは、肺、他のフラクタルな解剖学的構造の画像データを含み、画像データは、時間の関数としての肺組織の密度またはキャビティを示す１つまたは複数のハイライトを含む。肺は、呼吸サイクル、たとえば、吸気から呼気の種々のステージでイメージングされうる。ＣＴイメージングによって、肺の同じターゲット組織についてのボクセル情報は、より多くの空気がボクセル内で平均化されるにつれて、密度が減少することになり、したがって、ボクセル当たりの値は、呼気時の肺に比べて吸気時の肺で低くなるはずである。位置合わせされる組織ボクセルは、吸気時の肺体積と呼気時の肺体積との間で、または両者の間の任意のステージで比較されて、ボクセルレベルの特定の機能を特徴付けるための、個々のローブまたはさらに個々のボクセル内の特定の特性を確定しうる。さらに、密度シグネチャは、時間的変化（たとえば、密度の、１次の、２次の、３次の、またはより高次の時間導関数）によって特徴付けられうる。そのため、組織の密度シグネチャは、時間変動画像として提示されうる。
変形可能位置合わせ：ＴＡＶＩ
【００３５】
経カテーテル大動脈弁埋め込みは、外科医が、カテーテルアプローチを通して石灰化大動脈弁を置換することを可能にする。ＣＴ検査は、人工弁のサイズ調整および留置を決定するための術前プラニングのために実施される。重要な測定は、大動脈弁輪（ａｎｎｕｌｕｓ）寸法（たとえば、面積、周囲長）を確定することである。弁輪寸法は、心周期全体を通して変化することになる。１０フェーズ心臓ＣＴスキャンが変形可能位置合わせされる場合、弁輪を、１フェーズで測定することができ、その後、変換を使用する自動化によって、弁輪寸法が、位置合わせフェーズにわたって、指定された関心の寸法を伝搬させることによって心周期を通して確定されることになる。これは、心周期を通して最大値と最小値を自動的に生成することになる。大動脈弁は図４に示される。
【００３６】
時間変動密度の概念は、単位体積当たりの質量に対する時間ベース変化を含む。それでも、その概念は、単位面積または単位長さ当たりの組織特性の値を含む他のタイプの密度を含むとさらに考えられる。たとえば、弁オリフィスは、単位面積当たりの石灰化レベルを有しうる。したがって、密度が、単位長さ、単位面積、単位体積、単位角度変位当たりの量の尺度でありうる、または、他のタイプの密度が、質量関連密度または非質量関連密度を含む。
【００３７】
既に述べた変更以外により多くの変更が、本明細書の発明の概念から逸脱することなく、可能であることが当業者に明らかになるべきである。したがって、発明の主題は、添付特許請求の範囲の趣旨以外で制限されない。さらに、本明細書および特許請求の範囲を共に解釈するとき、全ての用語は、文脈に矛盾しない、考えられる最も広い方法で解釈されるべきである。特に、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、非排他的な方法で、要素、コンポーネント、またはステップを参照するものと解釈されるべきである。非排他的な方法は、参照される要素、コンポーネント、またはステップが、存在できる、利用することができる、または、明示的に参照されない他の要素、コンポーネント、またはステップと組合せることができることを示す。特許請求の範囲が、Ａ、Ｂ、Ｃ、…およびＮからなる群から選択されるあるものの少なくとも１つを参照する場合、テキストは、ＡプラスＮまたはＢプラスＮなどでなく、群からの１つの要素だけを必要とするものとして解釈されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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