【誤訳訂正書】
【提出日】平成23年2月24日(2011.2.24)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  混濁媒質中の異常領域を位置特定する方法および装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体積要素の集合により表される、混濁媒質中の異常領域を画像化する装置の作動方法であって、前記装置が、第一の照射手段と、第一の測定手段と、再構成手段と、第二の照射手段と、第二の測定手段と、第一の計算手段と、第二の計算手段と、表示手段とを有し、前記方法が、
・  前記第一の照射手段により、主として第一の波長の放射を含む光を照射し、前記第一の測定手段により、前記混濁媒質を通る複数の光の経路に沿って透過する、主として前記第一の波長の放射を含む前記光の一部分の強度を測定する第一の測定ステップと、
・  前記再構成手段により、前記測定強度から前記混濁媒質の像を再構成する画像化ステップとを
含む方法において、
・  前記方法が、前記第二の照射手段により、主として、前記第一の波長と同一でない第二の波長の放射を含む光を照射し、前記第二の測定手段により、前記混濁媒質を通る複数の光の経路に沿って透過する、主として前記第二の波長の放射を含む前記光の一部分の強度を測定する第二の測定ステップを含み、かつ
・  前記画像化ステップが、
- 前記第一の計算手段により、それぞれの体積要素に対して、前記測定ステップにおける体積要素について測定された前記強度に基づいて、前記混濁媒質の性質を表す第一のパラメータの値を決定する第一の計算ステップと、
-前記第二の計算手段により、前記それぞれの体積要素に対して、前記第一のパラメータの前記値が位置するパラメータ空間内の副空間を示す値を決定する第二の計算ステップと、
前記表示手段により、前記副空間を示す値に基づいて、前記混濁媒質の前記像において前記副空間を示す値を持つ体積要素に対応する領域を表示するための表示ステップとを含む
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記装置が、第三の照射手段及び第三の測定手段を有し、前記方法が、前記第三の照射手段により、主として、前記第一の波長と同一でなくかつ前記第二の波長と同一でない第三の波長の放射を含む光を照射し、前記第三の測定手段により、主として、前記混濁媒質を通る複数の光の経路に沿って透過する前記第三の波長の光を含む前記光の一部分の強度を測定する第三の測定ステップを含み、そして
前記第一の計算ステップにおいては、前記それぞれの体積要素に対して、前記測定ステップ中の体積要素について測定された前記強度に基づいて、前記第一のパラメータによって表されたものと同一でない前記混濁媒質の特性を表す第二のパラメータの値を決定し、
前記第二の計算ステップにおいては、前記それぞれの体積要素に対して、前記第一のパラメータの前記値および前記第二のパラメータの前記値が位置するパラメータ空間内の副空間を示す値を決定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記第一の波長が、830nmと900nmの間の値をとり、前記第二の波長が、750nmから830nmの間の値をとり、かつ前記第三の波長が、655nmと750nmの間の値をとる、
ことを特徴とする請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記第一のパラメータが、前記体積要素の1つに対応する前記混濁媒質中のある体積中の血液量を表し、そして
前記第二のパラメータが、前記体積要素の1つに対応する前記混濁媒質中のある体積中の血液の脱酸素反応比を表わす、
ことを特徴とする請求項3に記載の方法。
【請求項５】
複数のパラメータが、パラメータ空間を定め、
前記第二の計算ステップにおいては、前記体積要素に、前記問題とされる体積要素に対する前記パラメータの前記値に基づいて、前記パラメータ空間中の位置が、割り当てられ、そして
前記それぞれの体積要素に対して決定される副空間を示す値が、前記パラメータ空間中の前記体積要素の前記位置によって決定される
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項６】
前記パラメータ空間が、少なくとも第一の副空間と第二の副空間に細分され、
前記体積要素には、それらが前記第一の副空間中の位置を占有するときに、第一の副空間を示す値が割り当てられ、そして
前記体積要素には、それらが前記第二の副空間中の位置を占有するときに、第二の副空間を示す値が割り当てられる
ことを特徴とする請求項5に記載の方法。
【請求項７】
前記副空間を示す値が、少なくとも、前記体積要素に割り当てられる前記位置と前記パラメータ空間中のある選択位置との間の距離によって決定される
ことを特徴とする請求項5に記載の方法。
【請求項８】
前記副空間を示す値が、特に、前記選択位置と相対的な前記体積要素に割り当てられる前記位置の状況により決定される
ことを特徴とする請求項7に記載の方法。
【請求項９】
体積要素の集合で表される混濁媒質中の異常領域を画像化する装置の作動方法であって、前記装置が、第一の照射手段と、第一の測定手段と、第二の照射手段と、第二の測定手段と、計算手段と、再構成手段とを有し、前記方法が、
・  前記第一の照射手段により、主として第一の波長の放射からなる光を照射し、前記第一の測定手段により、前記混濁媒質を通る複数の光の経路に沿って透過する、主として前記第一の波長の放射を含む前記光の一部分の強度を測定する第一の測定ステップと、
・  前記第二の照射手段により、主として、前記第一の波長と同一でない第二の波長の放射を含む光を照射し、前記第二の測定手段により、前記混濁媒質を通る複数の光の経路に沿って透過する、主として前記第二の波長の放射を含む前記光の一部分の強度を測定する第二の測定ステップと、
・前記第一の計算手段により、それぞれの体積要素に対して、前記測定ステップにおける体積要素について測定された前記強度に基づいて、少なくとも、前記混濁媒質の性質を表す第一のパラメータの値および第二のパラメータの値を決定する第一の計算ステップと、
- 前記再構成手段により、少なくとも、前記体積要素に対する前記第一のパラメータの前記値から、前記混濁媒質の第一の像を再構成し、前記体積要素に対する前記第二のパラメータの前記値から、前記混濁媒質の第二の像を再構成する再構成ステップとを
含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
体積要素の集合により表される、混濁媒質中の異常領域を画像化する装置であって、
主として第一の波長の放射を含む光によって前記混濁媒質を照射する第一の照射手段と、
前記混濁媒質を通る光の経路に沿って透過する、主として前記第一の波長の放射を含む前記光の一部分の強度を測定する第一の測定手段と、
前記測定強度から前記混濁媒質の像を再構成する再構成手段とを含む装置において、
主として、前記第一の波長と同一でない第二の波長の光を含む光によって前記混濁媒質を照射する第二の照射手段と、
前記混濁媒質を通る複数の光の経路に沿って透過した、主として前記第二の波長の放射を含む前記光の一部分の強度を測定する第二の測定手段と、
それぞれの体積要素に対して、体積要素についての前記測定強度に基づいて、少なくとも、前記混濁媒質の特性を表す第一のパラメータの値を決定する第一の計算手段と、
前記それぞれの体積要素に対して、前記第一のパラメータの前記値が位置するパラメータ空間内の副空間を示す値を決定する第二の計算手段と、
前記副空間を示す値に基づいて、前記混濁媒質の前記像において前記副空間を示す値を持つ体積要素に対応する領域を表示する表示手段とを
含むことを特徴とする装置。
【請求項１１】
体積要素の集合で表される混濁媒質の異常領域を画像化するための装置であって、
主として第一の波長の放射を含む光によって前記混濁媒質を照射する第一の照射手段と、
前記混濁媒質を通る複数の光の経路に沿って透過する、主として前記第一の波長の放射を含む前記光の一部分の強度を測定する第一の測定手段と、
主として、前記第一の波長と同一でない第二の波長の放射を含む光によって、前記混濁媒質を照射する第二の照射手段と、
前記混濁媒質を通る複数の光の経路に沿って透過した、主として前記第二の波長の放射を含む前記光の一部分の強度を測定する第二の測定手段と、
それぞれの体積要素に対して、体積要素についての前記測定強度に基づいて、少なくとも、前記混濁媒質の性質を表す第一のパラメータの値および第二のパラメータの値を決定する計算手段と、
少なくとも、前記体積要素に対する前記第一のパラメータの前記値から、前記混濁媒質の前記第一の像を再構成し、前記体積要素に対する前記第二のパラメータの前記値から、前記混濁媒質の第二の像を再構成する再構成手段とを
含むことを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求項10に記載の装置がプロセッサを有し、前記プロセッサにより実行される場合に請求項1〜8のいずれかに記載の前記方法を実行するための命令の集合を含むコンピュータプログラム。
【請求項１３】
請求項12に記載の前記コンピュータプログラムを含む記録担体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【本発明が属する技術分野】
本発明は、体積要素の集合で表される混濁媒質中における異常領域の場所を位置特定する方法であって、混濁媒質が、主として第一の波長からなる放射を含む光によって照射され、その混濁領域を通る複数の光の経路に沿って透過する、主として第一の波長からなる放射を含む光の一部分の強度が測定されるステップと、その測定強度から混濁媒質の像を再構成するステップと含むものである方法に関する。
【０００２】
また、本発明はそのような方法を実行するための装置に関する。
【０００３】
本出願の文脈では、光という用語は、波長が約400nmと1400nmの間にある可視および赤外領域の電磁波放射を意味すると解されるべきである。混濁媒質とは、高度に光を分散させる材料からなる物質を意味すると解されるべきである。さらに厳密に言えば、本出願の文脈では、混濁媒質とは生物組織を意味すると解されるべきである。異常領域とは、周囲の領域における混濁媒質とは何らかの形で異質である混濁媒質中のある領域を意味するものと解されるべきである。さらに厳密に言えば、本出願の文脈では、そのような部位は、腫瘍組織を含む領域を意味すると解されるべきである。混濁媒質は、体積要素の集合によって表される。この種の体積要素は、体素(voxel)としても知られている。体積要素の寸法と形状は、全ての体積要素について同一であってよい。しかし、それに代えて、体積要素が、互いに異なった寸法と形状を持つことも可能である。
【従来の技術】
【０００４】
この種類の方法と装置は、S.B. Colakらの「乳ガン検出のための臨床的光学的断層撮影法およびNMR分光法」、IEEE Journal of Selected Tops in Quantum Electronics、第5巻、第4号、1999年7/8月号より公知である。その公知の方法および装置は、生物組織の内部を画像化するのに使用される。その方法と装置は、特に、人間の女性または動物の雌の体の乳房組織に存在しているどのような腫瘍をも視覚的に位置特定するために、生体内乳房検診用医学的診断において使用することができる。この公知の方法によれば、混濁媒質は、様々な照射位置からの光により連続的に照射される。その後、その照射位置から広がる、混濁媒質を通る異なった光の経路に沿って透過した光の強度が測定される。測定強度は、混濁媒質の像の再構成に使用される。組織による光の減衰の空間的分布は、この像の中に再生される。光は、組織が光を分散しかつ吸収するので、減衰を受ける。
【０００５】
異常領域中の組織による光の減衰が、周囲の組織による光の減衰より十分に逸脱していれば、その像の中で、異常である可能性のある領域が視覚的に位置特定することができる。
異なった波長の光を使用してその公知の方法を繰り返し実行することにより、複数の個々の像を形成することができる。
【０００６】
この公知の方法および装置には、このようにして得られた像が、複数の異常領域を正確に視覚的に位置特定させるには鮮明度が十分でないという欠点がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、複数の異常領域が正確に、視覚的に位置特定させることができる、混濁媒質中の像を生成する方法を提供することである。
【０００８】
この目的は、次の特徴を有する第一パラグラフで述べた種類の方法により達成される。すなわち、この方法は、第一の波長と同一でない主として第二の波長の放射を含む光によって照射され、その混濁媒質を通る複数の光の経路に沿って透過する主として第二の波長の光を含む光の一部分の強度が測定され、画像化ステップは以下のステップ、(1) 測定ステップにおける体積要素について測定される強度に基づいて、ある値が少なくとも第一のパラメータ（当該第一のパラメータは、混濁媒質の特性を表すものである）に割り当てられる第一の計算ステップと、(2) 重要性の値が、少なくとも第一のパラメータの値に基づいて、体積要素に割り当てられる第二の計算ステップと、(3) 体積要素の1つに対応する像中の各点について、混濁媒質の像中の対応する体積要素の有意性の値を表示する表示ステップとを含む。
【０００９】
一方、本発明は、波長が異なる光を使った複数の測定から導出される測定強度を組み合わせることにより、組織の特性を表すパラメータに対する値を生成することができ、その特性によって、（個々に、または結合された状態で）正常組織を異常組織から見分けることが可能となるという認識に基づいている。このようにして入手されるパラメータは、特に、混濁媒質を構成する複数の要素を表すことができる。例えば、パラメータは、混濁媒質の端から端までの水量の空間分布を表すことが可能である。
【００１０】
また、本発明は、得られたパラメータの値に基づいて異常であると考えられる領域を、像の中でマークすることができるという事実の認識に基づくものである。このようにして、ユーザ（例えば、放射線科医）の注意を、像中の異常と考えられる領域に向かわせることが出来る。
【００１１】
混濁媒質中の像において、有意性の値は、例えば、色を利用することにより表現することができる。こうして、異なった有意性の値に対して、複数の別個の色が、割り当てられる。これに代えて、有意性の値が連続的に変わる場合には、なめらかに移行する複数の色が像に付与される。公知のカラースケール、例えば、レインボースケールを使用することができる。
【００１２】
本発明によるその方法の一形態は、混濁媒質が、主として、第一の波長および第二の波長のいずれとも同一でない第三の波長の放射を含む光によって照射され、かつ、主として、混濁媒質を通る複数の光の経路に沿って透過する第三の波長の放射を含む光の一部分の強度が測定される第三の測定ステップを含み、かつ、第一の計算ステップでは、その測定ステップにおける体積要素について測定された強度に基づいて、ある値が、第一のパラメータによって表される特性と同一でない混濁媒質の特性を表す当該第二のパラメータに割り当てられ、さらに、第二のステップでは、第一のパラメータの値と第二のパラメータの値に基づき、有意性の値が体積に割り当てられることを特徴とする。
【００１３】
この形態における各測定ステップは、測定データの集合を生成する。2つのパラメータに対する値は、得られた測定データの3つの集合から決定される。光の複数波長が、3つの測定ステップにおいて十分離れている場合には、測定データの複数集合が関連づけられることはなく、かつ公知の数学的技法を使って、全ての場合において、測定データの複数集合から互いに独立なパラメータに対する値を決定することが可能であろう。
【００１４】
本発明による方法の一形態が特徴とする点は、第一の波長が、830nmと900nmの間の値をとり、第二の波長が、750nmと830nmの間の値をとり、かつ第三の波長が、655nmと750nmの間の値をとることである。上記の波長の光は、最新技術の半導体レーザにより容易に発生させることができる。
【００１５】
3つの測定ステップに使われる光の波長が上記の領域に存在するときは、特に、ヘモグロビン(Hb)および酸化ヘモグロビン(HbO2)の空間分布を組織の端から端まで適切に近似させることが出来る。これは、生物組織による分散と吸収に起因する減衰がこれらの領域では小さく、かつ、ヘモグロビン(Hb)に対し、光の波長の関数である光の減衰が、酸化ヘモグロビン(HbO2)に対するそれと相違するからである。
【００１６】
第一の波長が約867nmの値であり、これに対し、第二の波長が約780nmの値であり、かつ第三の波長が約715mの値、またはこれに代えて、約682nmの値であるとき、特に、魅力的な結果が得られる。
【００１７】
組織中の水に対する脂肪の比率を正確に決定することが望まれる場合は、使用される光が1040nmと1070nmの間の波長、またはその代わりとしての、750nmと770nmの間の波長の放射を含んでいる第四の測定ステップが付加されても良い。脂肪対水の比率をより正確に決定することができると、組織の端から端までのヘモグロビン(Hb)と酸化ヘモグロビン(HbO2)の空間分布を決定することが可能になる。
【００１８】
本発明による方法の、一つの有利な形態は、第一のパラメータが、体積要素の1つに対応する、混濁媒質中の体積の中の血液量を表し、第二のパラメータが、体積要素の1つに対応する混濁媒質の中の体積の中の血液の脱酸素反応比を表すことを特徴とする。
【００１９】
本発明の文脈では、血液量とは、ヘモグロビン(Hb)と酸化ヘモグロビン(HbO2)の量の合計を意味するものと解されるべきであり、一方、血液の脱酸素反応比が比率とは、(Hb)/(Hb+HbO2)を意味するものと解されるべきである。
【００２０】
本出願人によって実施された臨床試験において、腫瘍組織では、単位体積当たりの血液量が増加しており、さらに、腫瘍組織中の血液の脱酸素反応比は、正常な組織のそれと比較して、高いことが実証された。さらに、腫瘍が、より悪性であれば、血液量および脱酸素反応比は増加する。したがって、体積中の血液量および脱酸素反応比は、像のなかに少しでも腫瘍がある場合、その位置特定を行う本発明によるこの方法において、個別的に、または組み合わせて使用するための適切なパラメータである。
【００２１】
本発明による方法の別の有利な一形態は、パラメータがパラメータ空間を定め、第二の計算ステップでは、問題とされる体積要素に対するパラメータに対して割り当てられる値に基づいて、体積要素にはパラメータ空間の位置が割り当てられ、体積要素に割り当てられる有意性の値が、パラメータ空間中の体積要素の位置により決定されることを特徴とする。
【００２２】
パラメータ数に依存するが、このようなパラメータ空間は、1次元的（線）、2次元的（平面）、三次元立体的（空間または体積）、さらにそれ以上の多次元とすることが出来る。この場合、これらのパラメータは、パラメータ空間の座標系を表す。体積要素には、当該パラメータ空間中の位置が割り当てられ、当該位置の座標は、パラメータに関連した値によって形成される。例えば、二次元パラメータ空間では、第一のパラメータに割り当てられる値Xと第二のパラメータに割り当てられる値Yを有する体積要素には、座標(X、Y)を持つパラメータ空間中の位置が割り当てられるであろう。
【００２３】
このようなパラメータ空間は、この方法を実行するのに使用される装置の中に、仮想的に存在させることが出来る。さらに、そのパラメータ空間は、ユーザに呈示することもできる。例えば、二次元パラメータ空間を、ディスプレイ画面上に表示することができる。
【００２４】
本発明による方法の一形態は、パラメータ空間が少なくとも、第一の副空間と第二の副空間とに細分され、体積要素は、それらが第一の副空間を中の位置を占めているときには、第一の有意性の値を付与され、体積要素は、それらが第二の副空間を中の位置を占めているときには、第二の有意性の値を付与されることを特徴とする。
【００２５】
パラメータ空間は、自動的にはもちろん、手動によっても副空間に細分することができる。例えば、ユーザは、ディスプレイ画面上に表示される二次元パラメータ空間における副空間を手動で指し示すことができ、次いで、当該副空間に位置する体積要素に、異常領域を示す有意性の値を割り当てることが出来る。ユーザは、例えば、パラメータ空間にわたる体積要素の位置の分布を参照分布と比較することにより、この副空間を選ぶことができる。このようにして、女性の体の乳房組織の検査の間に、一方の乳房について見いだされたパラメータ空間にわたる体積要素の位置の分布を、他方の乳房で見いだされたものと比較することができる。
【００２６】
パラメータ空間を自動的に細分して副空間にすることは、例えば、パラメータ空間を所定の副空間に細分することによって行うことができる。こうして、多数の参照測定を行うことにより、副空間がパラメータ空間にわたってどのように分布すべきかについて、また副空間における体積要素にどの有意性が割り当てられるべきかについての決定を、前もって行うことが可能になる。あるいはこれに代えて、公知のセグメンテーション手法によって自動的細分を実現することも可能である。その場合には、例えば、第一の副空間に位置すべき体積要素の数の割合と第二の副空間に位置すべき体積要素の数の割合を、前もって知らせることができる。
【００２７】
上述の説明では、パラメータ空間は2つの副空間に細分されるが、当業者には、より多くの副空間に細分することも可能であることは明白であろう。こうして、副空間のそれぞれについて、別個の有意性の値を、各副空間の中に位置する体積要素に割り当てることが可能になる。また、複数の副空間について、このような副空間内に位置する体積要素に対し同一の有意性の値を割り当てることも可能である。
【００２８】
本発明による方法の一形態は、少なくとも、体積要素に割り当てられる位置とパラメータ空間中の選ばれたある位置との間の距離によって、有意性の値が決定されること特徴とする。例えば、ユークリッド幾何学の原理に準拠した2点間の距離を、距離の尺度として使用することができる。
【００２９】
例えば、x1がパラメータxの第一の値、x2がその第二の値を表して、y1がパラメータyの第一の値、y2が第二の値を表すとしたとき、2次元のパラメータ空間に位置する2つの点P1(x1, y1)とP2(x2, y2)の間の距離は、 
【式１】
2003528678.tif 000001
に等しい。
【００３０】
例えば、その選択位置として、パラメータ空間中の体積要素の位置の分布についての重心を、選択することは可能である。体積要素に割り当てられる有意性の値を、距離に依存して連続的に変化する値としても良い。しかしながら、その距離は、多くの離散的なステップに細分しても良い（そ￥この場合、有意性の値は各ステップ毎に関連する値となる）。
【００３１】
本発明による方法のさらに別の形態は、特に、選択位置と相対的な体積要素に割り当てられた位置の状況により決定されること、を特徴とする。
【００３２】
選択位置からの距離に加えて、選択位置と相対的な体積要素に割り当てられる位置の状況も、体積要素に割り当てられるべき有意性の値の観点で、決定的な意味を持つ。例えば、高い有意性の値を持った体積要素には、選択位置から同一の距離であるが低い有意性を持つ体積要素に割り当てられる有意性の値とは異なった値を割り当てても良い。
【００３３】
本発明の目的は、 (1) その方法が、混濁媒質が、主として、第一の波長と同一でない第二の波長の放射を含む光によって照射され、混濁媒質を通る複数の光の経路に沿って通過させられ、主として第二の波長の放射を含む光の一部分の強度が測定される、第二の測定ステップを少なくとも含み、かつ、(2) 画像化ステップは、体積要素についての測定ステップにおいて測定された強度に基づいて、ある値を少なくとも、混濁媒質の特性を表す第一のパラメータに割り当てる第一の計算ステップと、少なくとも、体積要素について第一のパラメータに割り当てられた値から、混濁媒質の像を再構成するための再構成ステップとのステップを含むことを特徴とする、第一パラグラフで述べられた種類の方法によっても達成される。
【００３４】
本発明は、異なる波長の光を使った複数の測定から得られる測定強度を組み合わせることにより、個々にまたは組み合わせて、正常組織を異常組織から区別することを可能にする組織特性を表すパラメータについての値を生成することができると言う事実の認識に基づいている。このようにして得られたパラメータは、特に、混濁媒質の複数の構成要素を表すことが出来る。
【００３５】
このようなパラメータの画像化は、組織による光の減衰の像の場合よりも、より正確に異常領域が位置特定ができる像を生成する。これは、特に、パラメータが、混濁媒質の構成要素を表す場合が、これに相当する。例えば、女性の乳房組織における血液の脱酸素反応比、(Hb)/(Hb+HbO2)の空間分布の像においては、腫瘍組織の領域は、一般的に言って、腫瘍組織中の脱酸素反応比が通常の組織中のそれよりも高いので、視覚的に認知することが可能であろう。同様に、単位体積当たりの血液量(Hb+HbO2)の像においては、腫瘍組織における血液循環は通常の組織におけるそれよりも一般に大きいので、腫瘍組織を持った領域は、視覚的に認知することが可能であろう。
【００３６】
測定強度から、組織による光の減衰の像を再構成することにも使われる再構成技法を適用して、１つの像を複数のパラメータの値から再構成することができる。このような再構成技法の例としては、Hoogenraadによる三次元代数的再構成技術と、Wachtersによる三次元共役勾配技術が挙げられる。
【００３７】
ここで説明した方法は、異常領域を検出する目的で生物組織を画像化させるのに適しているばかりでなく、生物組織の機能的特性について画像化させるためにも適していることに留意すべきである。例えば、幼児の脳の中の血液循環や血液中の酸素含有量を、画像化させることができる。
【００３８】
本発明のさらに別の目的は、異常領域を正確に視覚的に位置特定することのできる混濁媒質の像を作成するための装置を提供することである。
【００３９】
この目的は、主として、第一の波長と同一でない第二の波長を有する放射を含む光によって混濁媒質を照射するための手段と、混濁媒質を通る複数の光の経路に沿って透過する、主として第二の波長の放射を含む光の一部分の強度を測定するための手段と、体積要素についての測定強度に基づいて、ある値を、少なくとも、混濁媒質の性質を表す第一のパラメータに割り当てるための手段と、少なくとも、第一のパラメータの値に基づいて、有意性の値を体積要素に割り当てるための手段と、体積要素の１つに対応する像中の各点について、混濁媒質の像中の対応する体積要素の有意性の値を表示するための手段をも含むことを特徴とする第一パラグラフで述べた種類の装置によって達成される。
【００４０】
この目的は、主として、第一の波長と同一でない第二の波長の放射を含む光によって混濁媒質を照射するための手段と、混濁媒質を通る複数の光の経路に沿って透過する、主として第二の波長の放射を含む光の一部分の強度を測定するための手段と、体積要素についての測定強度に基づいて、ある値を、少なくとも、混濁媒質の特性を表す第一のパラメータに割り当てる手段と、少なくとも、体積要素に対する第一のパラメータに割り当てられた値から、混濁媒質の像を再構成するための手段をも含むことを特徴とする第一パラグラフで述べられた種類の装置によって達成される。
【００４１】
前のパラグラフで述べた装置は、例えば、医学的診断ワークステーションの形で実施される。
【００４２】
本発明は、さらに、本発明によるその方法を実行するためのコンピュータプログラムに関する。このコンピュータプログラムは、本発明によるその方法の全ての形態を実行するための命令を含むものでも良く、またはこれに代えて、この方法の複数形態の部分集合を実行するための命令を含むものでも良い。このコンピュータプログラムの諸命令は、例えば、医学的診断ワークステーションのメモリにロードされ、次に、このワークステーションのプロセッサによって実行される。本発明のさらに別の目的によれば、コンピュータプログラムは、例えば、CD-ROMや磁気テープなどの記録担体上に記録される。コンピュータプログラムの諸命令は、記録担体から、例えば、医学的診断ワークステーションのメモリに転送される。あるいはこれに代えて、コンピュータプログラムの命令は、記録担体からPCまたはその他の標準的コンピュータシステムのメモリに転送される。また、コンピュータプログラムを、例えば、「ワールドワイドウェッブ」などのネットワークを介してメモリにロードすることも可能である。
【００４３】
【発明を実施するための形態】
本発明の上記および他のより詳細な観点は、以下に、具体例により、図面を参照して詳細に説明される。
【００４４】
図１は、本発明による第一の方法を線図的に示す。第一の測定ステップの間では、混濁媒体が、主として867nmの波長の放射を含む光によって照射され、混濁媒質を通る複数の光の経路を透過した光の一部分の強度が測定される。このような測定ステップは、欧州特許出願98925884.3 (PHN 16.442)に、より詳細に説明されている。その後、第二の同様な測定ステップが、主として780nmの波長の放射を含む光によって行われ、これに続き、主として波長715nmの放射を含む光を使った第三の測定ステップが行われる。
【００４５】
画像化ステップ4における再構成アルゴリズム5を使って、混濁媒質の像9が、第三の測定するステップ3で測定された強度から再構成される。本例では、像は、第三の測定ステップ3で測定された強度から再構成されるのであるが、第一の測定ステップ1または第二の測定ステップ2で測定された強度はこの目的にも使用することができる。
【００４６】
第一の計算ステップ6では、それぞれの体積要素について、2つのパラメータが、3つの測定ステップ中で測定された強度の3つの集合から決定される。これらのパラメータは、検査される組織の局所的な特性を表すものであるが、本実施例では、体積中の血液量と体積中の血液の脱酸素反応比である。この文脈では、体積中の血液量とは、その体積中に存在するヘモグロビンと酸化ヘモグロビンの合計量(Hb+HbO2)を意味するものと解すべきである。血液の脱酸素反応比なる用語は、ここでは、その体積中に存在するヘモグロビンの、体積中に存在する血液量に対する比、(Hb)/(Hb+HbO2)を意味するものと解されるべきである。腫瘍は、一般に、より高い血液循環とより高い酸素消費によって特徴付けられ、両者のパラメータを増加させるから、これらのパラメータは、乳房組織の腫瘍組織を位置特定させるのに特に適している。
【００４７】
第二の計算ステップ7では、体積要素が、二次元パラメータ空間20中に写像される。この具体例は図2に示される。このパラメータ空間20は、第一の計算ステップ6で決定された2つのパラメータによって定められる。本実施例の場合、体積中の血液量は、水平のX軸22により表され、体積中の血液の脱酸素反応比は、垂直のY軸21によって表される。このパラメータ空間中の体積要素には、問題とされる体積要素に対する2つのパラメータの値に依存する位置23が割り当てられる。こうして、体積中の血液量について値X1を有し、体積中の血液の脱酸素反応比について値Y1を有する体積要素には、パラメータ空間に座標(X1, Y1)を持っている位置が割り当てられるであろう。
【００４８】
次に、各体積要素には、パラメータ空間20中の体積要素の位置23に依存する有意性の値が、割り当てられる。本実施例では、体積要素が異常領域の中に位置すると考えられる場合には、有意性の値「1」が割り当てられ、体積要素が異常領域の外の領域に位置すると考えられる場合には、有意性の値「0」が割り当てられる。図2Aは、両者のパラメータについて高い値を含み、かつ上で議論した腫瘍組織を示す副空間24を示す。副空間24の中に位置25を持っている体積要素には、有意性の値「1」が、割り当てられる。これ以外の体積要素には、有意性の値「0」が、割り当てられる。本実施例では、2つの異なった有意性の値しか使用されていないが、パラメータ空間が複数の副空間に細分される場合には、複数の離散的な有意性の値を使用することができる。連続的に変化する有意性の値を使用することも、可能である。その場合には、有意性の値は、例えば、確率値を表す。
【００４９】
次に、混濁媒質の像9中の体積要素に割り当てられる有意性の値が、表示ステップ8において再生される。体積要素に対応する像9中のドットには、例えば、問題とされる体積要素に割り当てられる有意性の値が「1」の場合は赤色が、問題とされる体積要素に割り当てられる有意性の値が「0」の場合は灰色が、割り当てられる。こうして、像9は、灰色の値を含む混濁媒質と赤い値を有する領域10とにより形成される。領域10は混濁媒質中の異常領域に対応している。他の色や他の方法も、像の中の領域をマークするのに使い得ることは、当業者には明らかであろう。
【００５０】
図２は、二次元パラメータ空間20の例を示す。パラメータ空間20は、2つのパラメータによって定められる。第一のパラメータは、水平のX軸22によって表され、第二のパラメータは、垂直のY軸21によって表される。このパラメータ空間中の体積要素には、問題とされる体積要素に対する2つのパラメータの値に依存する位置23が、割り当てられる。こうして、第一のパラメータにX1を持ち、持っている体積要素、第二のパラメータにY1を持つ体積要素には、パラメータ空間において座標(X1, Y1)を持つ位置が割り当てられるであろう。
【００５１】
図2Aでは、パラメータ空間は、副空間24の手動生成により2つの副空間に細分される。副空間24の中に位置する体積要素25には、副空間24の外に位置する体積要素に割り当てられる有意性の値から外れた有意性の値が割り当てられた。乳房組織の画像化の間に、一方の乳房について行われた測定から得られたパラメータ空間を他方の乳房について行われた測定から得られたれスペース空間と比較することで、副空間24の位置と形状を選択することができる。
【００５２】
図2Bは、有意性の値を体積要素に割当てる別の方法を示す。ここでは、体積要素には、パラメータ空間20の体積要素の位置30と選択位置26の間の距離27に依存する有意性の値が割り当てられる。現在の例では、選択位置26は、パラメータ空間20における体積要素の位置の分布についての幾何学的な重心である。割り当てられるべき有意性の値は、距離27について連続関数であっても良い。これに代えて、距離27を、多くの離散的なステップに細分し、対応する有意性の値をそれぞれのステップに持たせても良い。
【００５３】
例え、第一の体積要素の位置30と第二の体積要素の位置31が選択位置26から同じ距離に位置していても、異なった有意性の値を2つの体積要素に割当てることも可能である。この場合、選択された点26に対する体積要素の位置の方位も、重要である。例えば、パラメータ空間20の右側上の象限28に位置する位置30を有する体積要素には、パラメータ空間20の左側下の象限29中に位置する位置31を有する体積要素に割り当てられる有意性の値とは異なる有意性の値が、割り当てられる。例えば、体積中の血液量と体積中の血液の脱酸素反応比が、パラメータとして選ばれるときには、このことは意味がある。すでに説明したように、両方のパラメータの増加した値は、腫瘍組織を暗示している。これは、右側上の象限28に位置する体積要素についての場合である。したがって、これらの体積雄要素には、高い有意性の値が割り当てられるべきである。しかし、1つまたは両方のパラメータが減少した値は、有意性を持たない。したがって、その他の3つの象限の1つに存する体積要素には、これら2つのパラメータに基づいて高い有意性の値を割り当ててはならない。
【００５４】
図3は、本発明による第二の方法を線図的に説明するものである。第一の測定ステップ1の間では、混濁媒質が、主として波長867nmの放射を含む光によって照射され、その混濁媒質を通る複数の光の経路に沿って透過する光の一部の強度が、測定される。続いて、第二の、同様な計算ステップ2が、主として波長780nmの放射を含む光を使って実行され、さらに、主として715nmの波長の放射を含む光を使う第三のステップ3が実行される。
【００５５】
第一の計算ステップ6において、3つの測定点から測定した強度の3つの集合から2つのパラメータが、それぞれの体積要素に対して、決定される。続いて、再構成ステップ13において、体積要素に対する第一のパラメータの値が像11において画像化され、第二のパラメータの値が像12において画像化される。この場合、像11中の一点と像12における一点は、体積要素に対応する。これは、混濁媒質にわたるパラメータの空間分布の像を生成する。
【００５６】
パラメータが適切に選ばれる場合には、異常領域が、像の中で明確に視認されるであろう。例えば、体積中の血液量が像11において画像化され、かつ体積中の血液の脱酸素反応比が、像12において画像化されるときは、両方のパラメータは、腫瘍組織中の値を増加させるので、乳房組織中に存在する腫瘍組織を有する領域は、目に見えるであろう。
【００５７】
現在の具体例では、2つのパラメータが別々に画像化される。しかし、2つのパラメータの内の1つのみを画像化させることも可能である。さらに、3つ以上のパラメータが、第一の計算ステップ6において決定されるときは、3つ以上のパラメータを別々に画像化させることも可能である。更に、複数のパラメータの複数の像が、1つの共通の像を形成するように結合させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第一の方法を線図的に説明する図である。
【図２Ａ】二次元パラメータ空間についての一例を示す図である。
【図２Ｂ】二次元パラメータ空間についての一例を示す図である。
【図３】本発明による第二の方法を線図的に説明する図である。
【符号の説明】
1  第一の測定ステップ
2  第二の測定ステップ
3  第三の測定ステップ
4  画像化ステップ
5  再構成アルゴリズム
6  第一の計算ステップ
7  第二の計算ステップ
8  表示ステップ
9  像
10  領域
11  像
12  像
13  再構成ステップ
20  二次元パラメータ空間
23  位置
24  副空間
25  位置
26  選択位置
27  距離
30  第一の体積要素の位置
31  第二の体積要素の位置