(57)【要約】【課題】ボクセルによって規定される筒状構造に沿って組織種別を解析する。【解決手段】筒形状の関心領域（ＲＯＩ）（４２０、４２５）は筒状構造の事前決定の（３０５）中心線に沿って：ＲＯＩ（４２０、４２５）の最遠端を規定するために中心線に沿って少なくとも１つの点が規定されること（３１０）；ＲＯＩ（４２０、４２５）に対応する直径が規定（３１５）されかつ／または計算（３２０）されること；ＲＯＩ（４２０、４２５）の最遠端間の中心線に沿って隣接する単位ボリュームが適用されること（３２５）；単位ボリュームの合併によって第１のボリュームが計算されること（３２５）；並びに筒状構造の中間部を包含した第１のボリュームのコネクト部分としてＲＯＩ（４２０、４２５）の最終ボリュームが規定されること（３３５）、に従って構築される。次いでこの最終ボリュームが、その内部に存在する組織種別に関して解析を受ける。【選択図】図２
2006110341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボクセルによって規定される筒状構造に沿って組織種別を解析するための方法（３００）であって、
筒状構造の事前決定の（３０５）中心線に沿って筒形状の関心領域（ＲＯＩ）（４２０、４２５）を構築する工程であって、
前記ＲＯＩ（４２０、４２５）の最遠端を規定するために前記中心線に沿って少なくとも１つの点を規定する工程（３１０）と、
前記ＲＯＩ（４２０、４２５）の直角なセクションの直径の最大値に対応する直径を規定する（３１５）及び／または計算する（３２０）工程と、
前記ＲＯＩ（４２０、４２５）の最遠端間の中心線に沿って、前記ＲＯＩ（４２０、４２５）の直角なセクションの直径の最大値に等しいか該最大値より小さい全体寸法を有する複数の隣接する単位ボリュームを適用する工程（３２５）と、
前記単位ボリュームの合併によって第１のボリュームを計算する工程（３２５）と、
前記ＲＯＩ（４２０、４２５）の最終ボリュームを前記筒状構造の中間部を包含した第１のボリュームのコネクト部分として規定する工程（３３５）と、
に従った構築工程と、
その内部に存在する組織種別に関して前記最終ボリュームを解析する工程と、
を含む組織種別の解析方法。
【請求項２】
前記ボクセルのハウンスフィールド値（ＨＵ）と関連付けした視認コード化スキームに従って前記ＲＯＩ（４２０、４２５）内のボクセルを分類する工程をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記解析の工程は、
視認コードによって相関させる１つの密度レンジをその各々が有する視認コードと関連付けした組織密度の分類に関して前記視認コード化されたＲＯＩ（４２０、４２５）を解析する工程と、
前記視認コード化されたＲＯＩ（４２０、４２５）を各密度レンジのボリュームに関して解析する工程と、
を含んでいる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記視認コード化スキームがカラーコード化スキームを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記視認コード化スキームが離散的グレイスケール・コード化スキームを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記ＲＯＩ（４２５）が第１のサブボリュームと第２のサブボリュームを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記視認コード化が階段状モード描出から連続モード描出に切り替え可能である、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記視認コード化の不透明度が調節可能である、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
組織画像を収集しかつ筒状構造に沿って組織種別を解析するための装置（１００）であって、
関心領域に関連するあるボリュームの画像データを生成するための医用スキャナ（１１０）と、
前記ボリュームの画像データを収集するためのデータ収集システム（２３０）と、
前記ボリュームの画像データから観察可能な画像を再構成するための画像再構成装置（２４０）と、
前記データ収集システム（２３０）及び前記画像再構成装置（２４０）からの情報を保存するためのデータベース（２７０）と、
前記医用スキャナ（１１０）、前記データ収集システム（２３０）、前記画像再構成装置（２４０）、前記データベース（２７０）、あるいはこれらの少なくとも１つからなる任意の組み合わせを統御するためのオペレータ・インタフェース（２８０）と、
前記オペレータ・インタフェース（２８０）に応答している、前記再構成された画像データ・ボリュームを解析して観察可能な画像を表示するためのコンピュータ（２６０）と、
処理回路によって読み取り可能な記憶媒体（２７０）であって、該処理回路によって実行するために、
筒状構造の事前決定の中心線に沿って筒形状の関心領域（ＲＯＩ）（４２０、４２５）を構築させる工程であって、
前記中心線に沿って規定（３１０）された少なくとも１つの点に応答して前記ＲＯＩ（４２０、４２５）の最遠端を規定する工程と、
前記ＲＯＩ（４２０、４２５）の直角なセクションの直径の最大値に対応する直径を計算する工程（３２０）と、
前記ＲＯＩ（４２０、４２５）の最遠端間の中心線に沿って、前記ＲＯＩ（４２０、４２５）の直角なセクションの直径の最大値に等しいか該最大値より小さい全体寸法を有する複数の隣接する単位ボリュームを適用する工程（３２５）と、
前記単位ボリュームの合併によって第１のボリュームを計算する工程（３２５）と、
前記ＲＯＩ（４２０、４２５）の最終ボリュームを前記筒状構造の中間部を包含した第１のボリュームのコネクト部分として計算する工程（３３５）と、
に従った構築工程と、
その内部に存在する組織種別に関して前記最終ボリュームを解析させる工程と、
を実行するための命令を格納している記憶媒体（２７０）と、
を備える装置（１００）。
【請求項１０】
筒状構造に沿って組織種別を解析するために有形の媒体（２７０）内に具現化させたコンピュータ・プログラム成果物であって、
筒状構造の事前決定の中心線に沿って筒形状の関心領域（ＲＯＩ）（４２０、４２５）を構築させる工程であって、
前記中心線に沿って規定（３１０）された少なくとも１つの点に応答して前記ＲＯＩ（４２０、４２５）の最遠端を規定する工程と、
前記ＲＯＩ（４２０、４２５）の直角なセクションの直径の最大値に対応する直径を計算する工程（３２０）と、
前記ＲＯＩ（４２０、４２５）の最遠端間の中心線に沿って、前記ＲＯＩ（４２０、４２５）の直角なセクションの直径の最大値に等しいか該最大値より小さい全体寸法を有する複数の隣接する単位ボリュームを適用する工程（３２５）と、
前記単位ボリュームの合併によって第１のボリュームを計算する工程（３２５）と、
前記ＲＯＩ（４２０、４２５）の最終ボリュームを前記筒状構造の中間部を包含した第１のボリュームのコネクト部分として計算する工程（３３５）と、
に従った構築工程と、
その内部に存在する組織種別に関して前記最終ボリュームを解析させる工程と、
を実行するためのコンピュータ読み取り可能命令を備えたコンピュータ・プログラム成果物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、全般的には、筒状構造に沿って組織種別を解析するための、特に血管内のプラーク・バーデンの程度を解析するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
３Ｄ医用画像からの血管の抽出は診断タスクを支援するために極めて重要である。今日、非造影式のコンピュータ断層（ＣＴ）検査から血管内の石灰化したプラーク沈着を描出し定量化しようとする需要が存在している。一方、今日のイメージング・システムが提供する改良式分解能によって、担当医が高密度の石灰化プラークに加えて、血管内の様々なレベルの軟性プラーク沈着を確認できるまでに至りつつある。沈着に関連する多くのリスク（例えば、軟性プラークは崩落して血流内に出て発作を起こす可能性がより高い）を理解するに連れて、軟性プラークの評価はその臨床的価値を高めつつある。今日のＣＴの後処理システムの能力及び限界を考えると、後処理式の血管解析は診断に至るまでさらに時間を費やす工程となりつつある。今日では観察者がアキシャル画像の全系列を丹念に検索することを要することなく単一の観察ポートにおいて関心対象データに集中できるように支援する血管追跡ソフトウェア（自動血管追跡解析（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｖｅｓｓｅｌ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ  Ａｎａｌｙｓｉｓ：ＡＶＡ）が存在している。血管に沿って硬性プラークや軟性プラーク沈着が増加した部位をターゲット設定することは同様に、人間の眼では見落とすことがある部位をハイライト表示することにより全体的検査評価における支援となる。担当医が検査解析を指示するのを支援するような評定用の検査レイアウトを提供することに加えて、当初の読み取りに関して自動化すなわち迅速な３Ｄ評定を提供するように支援するために設けられる任意の工程は、評定過程で見いだされる情報の知見及び明瞭性を高めるのに役立つ。関心対象部位を分離して指定された解剖構造に関する３Ｄボリューム・モデルを作成するために切り出し法（ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ）が開発されているが、解剖構造の壁や関心部位の内部の特徴を迅速な評定によって描出するには追加的な方法が必要である。
【特許文献１】米国特許第６，７１８，１９３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
目下のところ、定量的分類及びボリューム計測ツールは、追跡を行って追跡した血管に沿って結果を視覚的に表示させていない。したがって、これらの欠点を克服して、筒状構造に沿って組織種別を解析するための装置及び方法が本技術分野で必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の実施形態は、ボクセルによって規定される筒状構造に沿って組織種別を解析するための方法を含む。筒状構造の事前決定の中心線に沿って筒形状の関心領域（ＲＯＩ）が、該ＲＯＩの最遠端を規定するために該中心線に沿って少なくとも１つの点が規定されること；該ＲＯＩの直角なセクションの直径の最大値に対応する直径が規定かつ／または計算されること；該ＲＯＩの最遠端間の中心線に沿って、該ＲＯＩの直角なセクションの直径の最大値に等しいか該最大値より小さい全体寸法を有する複数の隣接する単位ボリュームが適用されること；該単位ボリュームの合併によって第１のボリュームが計算されること；並びに筒状構造の中間部を包含した第１のボリュームのコネクト部分としてＲＯＩの最終ボリュームが規定されること、に従って構築される。次いで、その内部に存在する組織種別に関してこの最終ボリュームは解析を受ける。
【０００５】
本発明の別の実施形態は、組織画像を収集しかつ筒状構造に沿って組織種別を解析するための装置を含む。本装置は、関心領域に関連するあるボリュームの画像データを生成するための医用スキャナと、画像データのボリュームを収集するためのデータ収集システムと、この画像データのボリュームから観察可能な画像を再構成するための画像再構成装置と、データ収集システム及び画像再構成装置からの情報を保存するためのデータベースと、これら医用スキャナ、データ収集システム、画像再構成装置、データベース、またはこれらの任意の組み合わせを統御するためのオペレータ・インタフェースと、画像データの再構成ボリュームを解析し観察可能な画像を表示するように前記オペレータ・インタフェースに応答しているコンピュータと、処理回路によって読み取り可能であり上述の方法の実施形態を実現するために処理回路により実行する命令を保存している記憶媒体と、を含んでいる。
【０００６】
本発明のさらに別の実施形態は、筒状構造に沿って組織種別を解析するために有形の媒体内に具現化されたコンピュータ・プログラム成果物を含む。この成果物は、上述の方法の実施形態を実現するためのコンピュータ読み取り可能命令を含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
ここで、同じ要素には添付の図面において同様の番号付けをしている例示的な図面を参照することにする。
【０００８】
本発明の一実施形態は、ユーザに対して、追跡した血管に沿って指定の長さを特定しコンピュータ断層（ＣＴ）検査の評定で一般に使用される標準グレイスケールではなく視認コードでその指定領域を表示することを可能にさせる血管解析のための視認コード化を提供する。本発明の実施形態をＣＴスキャンに関連して記載するが、本明細書で開示する本発明の範囲は必ずしも単一のモダリティの医学的解析に限定されるものではなく、本明細書で開示する技法によって視認コード化できる医学的解剖構造の画像を再構成することが可能な任意のモダリティの医学的解析に適用できることを理解されたい。例示的な視認コードには、カラーコード、クロスハッチ・コード、斑点密度コード、あるいはある領域を別の領域から視覚的に区別し関心領域をグレイスケールで表示された周辺の組織から視覚的に区別するための別の任意のパターン・コードが含まれる。この機能によってユーザは、定量的情報や定性的情報を得て、例えば血管内のプラーク・バーデンのタイプや程度、ステントを通過する造影剤の流れ、あるいは血管壁の外側のプラークを特定することなどによって血管を迅速に評価することが可能となる。これらの詳細内容は、検査評定の指令及びワークフローやＣＴ検査から確認できる結果の改善に役立てることができる。
【０００９】
血管解析において指定の領域を視認コード化することによって、血管内や血管に沿って様々な組織種別及び様々な組織密度を迅速に評価及び解析するための方法がユーザに対して提供される。本発明の実施形態は、頸動脈、冠状静脈洞及び冠状動脈（ただし、これらに限らない）を含め任意の追跡血管に対して適用することができる。単に例示を目的として、以下の説明及び図面では冠状血管を使用することにする。本発明の実施形態は、筒状の関心領域の構築、並びにこのボリューム内での組織の解析という２つの異なる部分からなる。
【００１０】
本発明の実施形態の先行形態として、例えば本願譲受人に譲渡された米国特許第６，７１８，１９３号に開示されている自動血管追跡解析（ＡＶＡ）などの血管追跡ソフトウェアを利用すると、血管（例えば、冠状血管など）の長さ方向に沿った中心線が作成され、これによってルーメン（ｌｕｍｅｎ）像（直径などを評価するために１つの面内に血管を真っ直ぐに拡げた像、図１Ａ参照）や湾曲式形式変更像（curved reformat view：曲がっている血管のすべてをある単一の面内にレイアウトし周囲の組織は面から外れるように歪んだ状態にした像、図１Ｂ参照）など、複数のレイアウトで血管を観察することが可能となる。一般的な問題として、図１Ａ及び１Ｂは、ハウンスフィールド値（ＨＵ）スケールに従って様々な強度をもつボクセルによって規定されるコンピュータ断層（ＣＴ）画像を表している。本発明の実施形態によれば、血管の中心線を確定させた後、関心領域（ＲＯＩ）が確定されると共に、追跡する血管の中心線に沿ってこのＲＯＩに対して視認コード化が適用される。
【００１１】
例示的な一実施形態では、図１Ａ及び１Ｂの画像は、例示的な一実施形態ではコンピュータ断層（ＣＴ）による心臓撮像を利用する図２及び３に表したイメージング・システム１００を用いて作成したものである。しかし、本発明の実施形態は、ＣＴ、磁気共鳴イメージング、放射性核種イメージング、心エコー図（超音波）、陽電子放出断層（ＰＥＴ）（ただし、これらに限らない）を含め関連するすべての心臓撮像モダリティに適用可能である。
【００１２】
図２及び３を参照すると、ガントリ１１０を有するコンピュータ断層（ＣＴ）イメージング・システム１００を表しており、ＣＴスキャナ（スキャナ）、制御システム１１２、並びにガントリ１１０のガントリ開口１１８内に患者などの被検体１１６を位置決めするためのモータ式テーブル１１４を示している。ガントリ１１０は、ガントリ１１０の反対側面上にある検出器アレイ１４０に向けてファンビーム状のＸ線１３０を投射するＸ線源１２０を含んでいる。検出器アレイ１４０は、検出器素子１５０によって形成されており、単一または複数の横列の素子１５０を含むことができる。検出器素子１５０は、撮像対象の患者１１６を通過した後の減衰Ｘ線ビーム１３０の強度を表すと共にこれに依存する大きさを有する信号をそれぞれに発生させている放射線検出器である。Ｘ線投影データを収集するヘリカルスキャンの間に、ガントリ１１０はＸ線源１２０及び検出器アレイ１４０と一緒になって、撮像面内でかつ患者１１６の周りで回転中心１８０を中心に回転しており、一方患者１１６はこの撮像面と直交するｚ方向２００でガントリを通過するように移動を受ける。
【００１３】
ガントリ１１０及びＸ線源１２０は、ガントリ制御装置２１０、Ｘ線制御装置２２０、データ収集システム（ＤＡＳ）２３０、画像再構成装置２４０、テーブル制御装置２５０、コンピュータ２６０、大容量記憶（データベース）システム２７０、オペレータ・インタフェース２８０、及び表示デバイス２９０を含んだ制御システム１１２によって制御されている。ガントリ制御装置２１０はガントリ１１０の回転速度及び位置を制御しており、Ｘ線制御装置２２０はＸ線源１２０にパワー及びタイミング信号を提供しており、データ収集システム２３０は検出器素子１５０からアナログ・データを収集しかつこのデータを後続の処理のためにディジタル形式に変換しており、画像再構成装置２４０はこのディジタル化したＸ線データをＤＡＳ２３０から受け取り後続の心臓解析（以下で検討する）のために画像再構成を実行しており、またテーブル制御装置２５０はガントリ開口１１８内に患者１１６を位置決めするようにモータ式テーブル１１４を制御している。
【００１４】
コンピュータ２６０は、ガントリ制御装置２１０、Ｘ線制御装置２２０及びテーブル制御装置２５０と動作可能な連絡状態にあり、これによってコンピュータから制御信号が制御装置２１０、２２０、２５０に送られると共に、コンピュータ２６０によりこれら制御装置からの情報が受け取られる。コンピュータ２６０はさらに、コマンド及び動作パラメータをＤＡＳ２３０に供給すると共に、画像再構成装置２４０から再構成画像データを受け取っている。代替的な一実施形態では、ＤＡＳ２３０及び画像再構成装置２４０はコンピュータ２６０と一体化されることがある。再構成画像データは後で取り出すためにコンピュータ２６０によって大容量記憶装置２７０内に保存される。オペレータは、例えばキーボードやグラフィック式ポインティング・デバイスを含むことがあるオペレータ・インタフェース２８０を介してコンピュータ２６０とインタフェースを取ると共に、例えば再構成画像、制御設定値及びその他の情報などの出力を表示デバイス２９０上で受け取っている。
【００１５】
図１の様々なシステム要素間の動作可能な連絡は両矢印のついた線で表しており、この線は、関係するシステム構成要素に応じて信号通信と機械的動作のいずれかを実行するための手段を表している。様々なシステム構成要素間の動作可能な連絡は、有線式やワイヤレス式の構成によって得ることができる。コンピュータ２６０は、スタンドアロン式コンピュータやネットワーク・コンピュータとすることができると共に、例えばＤＯＳ（商標）ベースのシステム、Ａｐｐｌｅ（商標）ベースのシステム、Ｗｉｎｄｏｗｓ（商標）ベースのシステム、ＨＴＭＬベースのシステム、その他など多種多様なコンピュータ・プラットフォーム上で使用するための多種多様なコンピュータ言語による命令を含むことができる。
【００１６】
ＣＴイメージング・システム１００は、心拍サイクルの開始を一般に示すＲピーク事象を出力する心電図（ＥＫＧ）モニタ２９２を含んでいる。ＥＫＧモニタ２９２はインタフェース・ボード２９４を介してスキャナ１１０と結合されており、これによりスキャナ・データとＥＫＧモニタ・データの間の同期が可能となる。別法として、インタフェース・ボード２９４はＥＫＧモニタ２９２をスキャナ１１０に結合させるために使用されることがある。インタフェース・ボード２９４の一例はガントリ・インタフェース・ボードである。この例示的なスキャナ１１０は、心臓撮像を支援する心臓コンピュータ断層（ＣＴ）システムである。しかし、図示したスキャナ１１０は単に例示を目的としており、当技術分野で周知の別のイメージング・システムを使用することもできる。別のイメージング・システムの例としては、Ｘ線システム（従来式イメージング・システムとディジタル式またはディジタル化イメージング・システムの両者を含む）、磁気共鳴（ＭＲ）システム、陽電子放出断層（ＰＥＴ）システム、超音波システム、核医学システム、３Ｄ蛍光透視法システム（ただし、これらに限らない）が含まれる。ＣＴイメージング・システム１００はさらに、心臓を（典型的には、最適画質を得るためにその心拡張期において）運動アーチファクトなしに撮像するためのＥＫＧゲート制御収集機能や画像再構成機能を含んでいる。ＣＴイメージング・システム１００はさらに、画像データを収集するための回路をＤＡＳ２３０の位置に含んでおり、ここでデータが、利用可能な形式に変換されると共に、患者内部にある関心対象フィーチャの再構成画像を作成するために画像再構成装置２４０において処理される。撮像過程では多くの場合にある種の物理的または電子的スキャンが実施されているため、画像データ収集及び処理回路のことを、イメージング・システムの種類に関わりなく「スキャナ」と呼ぶことが多い。システムが異なると物理構成やデータ処理要件が異なるために、システムの具体的な構成要素や関連する回路はイメージング・システム間で大きく異なっている。しかし、本発明は具体的なイメージング・システムの選択によることなく適用可能であることを理解されたい。
【００１７】
スキャナ１１０からのデータは、データ収集システム２３０におけるデータ収集並びに画像再構成装置２４０における画像作成を実行するソフトウェアを含んだ制御システム１１２に出力される。データ制御はオペレータ・インタフェース２８０によって提供される。スキャナ１１０から出力されたデータは大容量記憶装置２７０内に保存される。データ収集は、心臓の撮像に対して（また具体的には、左心室及び心筋撮像に対して）最適化された１つまたは複数の収集プロトコルに従って実行される。画像再構成装置２４０における画像作成は、ＣＴ画像データ組の自動後処理のために１つまたは複数の最適化された３Ｄプロトコルを使用して実行される。
【００１８】
コンピュータ２６０は、血管狭窄の検出に使用することができるような、例えば多平面ボリューム形式変更（ＭＰＶＲ）、最大強度投影（ＭＩＰ）、３Ｄサーフェス・レンダリングやボリューム・レンダリング（ＶＲ）、イマーシブル表示（すなわち、内部から見た像表示）、及び自動血管追跡解析（ＡＶＡ）など、医用ＣＴイメージング・データと一緒に使用される周知の描出アルゴリズムを含んでいる。さらに、ボリューム解析や心臓画質解析のためには多種多様な３Ｄソフトウェア・パッケージを入手することができる。
【００１９】
本発明の例示的な実施形態は、いずれも単一の心臓ＣＴスキャンから得られるような、冠動脈疾患、急性心臓症候群、冠動脈イメージング、心臓機能解析、心筋潅流解析、心筋潅流欠損解析、自動左心室描出、自動ボリューム・レンダリング、自動心拍フェーズ選択、心拡張終端ボリューム解析、心収縮終端ボリューム解析、拍出量解析、駆出率解析、及び心臓出力解析に関連する心臓データに対する収集及び後処理のためにコンピュータ２６０上で上述のプログラムを利用することがある。
【００２０】
本発明の実施形態はさらに、追跡血管の中心線に沿った関心領域（ＲＯＩ）に適用される上述の視認コード化スキームを含んでおり、これについてここでより詳細に検討することにする。
【００２１】
ここで図４を参照すると、ＲＯＩは、本明細書でより一般的に筒状構造と呼ぶようなサブボリューム筒体を血管の中心線に沿って構築することによって確定される。一般的な問題として、このＲＯＩは筒状構造のうちユーザが解析を希望するプラークに対応した当該部分となる。
【００２２】
図４の方法３００は、上述の血管追跡解析ソフトウェアによって自動的に決定されるか、事前規定されている筒状構造の事前決定の中心線をその入力３０５として有している。
【００２３】
ブロック３１０では、ユーザがＲＯＩの最遠端を規定するために筒状構造の中心線に沿って２つの点を規定する、またより一般的には、ＲＯＩを成長させる起点にできる少なくとも１つの点を規定する。中心線を中心とするＲＯＩの直径を確定するためにユーザは、直径を手作業で規定する（ブロック３１５）か、上述の血管追跡解析ソフトウェアによって直径を自動計算できるようにする（ブロック３２０）かの選択肢を有している。一実施形態では、最遠端間でのＲＯＩの直径はＲＯＩの直角なセクションの直径の最大値に対応している。しかし、最遠端間においてＲＯＩの直径を可変で調節可能とすることがあり、これによってユーザは、ＲＯＩに沿って全体的直径が大きくなったり小さくなったりしたプラーク形成を観察することが可能となる。
【００２４】
ブロック３２５では、ＲＯＩの最遠端間で中心線に沿って、球体、円筒あるいは事前規定の３Ｄボリューム構成要素の任意の組など複数の隣接する単位ボリュームを適用した後、次いで結合させて単位ボリュームの合併による第１のボリュームを規定することができる。各単位ボリュームは、ＲＯＩの関連する直角セクションの最大直径に等しいか該最大値より小さい全体寸法を有する。
【００２５】
ブロック３３０では、この第１のボリュームの最遠端は任意選択で、２つの別々のボリュームをそれぞれ各最遠端から差し引き、第１のボリュームの最遠端において平坦な表面を確立することによって修正を受ける。この任意選択の手順は、高分解能ＣＴイメージングを用いた統計解析を得るように実現することができる。
【００２６】
ブロック３３５では、修正された第１のボリュームのうち筒状構造の中間部を包含したコネクト部分によって規定されるボリュームによってＲＯＩの最終ボリュームが計算される。
【００２７】
方法３００が終了すると、解析のために筒状の関心領域が利用できるようになる。
【００２８】
図４はＲＯＩのボリュームを計算する一方法を表しているが、例えば血管の中心線の膨張処理（ｄｉｌａｔｉｏｎ）や直径と比べてその中心線までの距離が短いようなボクセルに対するバーン処理（ｂｕｒｎｉｎｇ）など別の技法によってボリュームが計算されることもある。
【００２９】
ＲＯＩのボリュームが計算されると、次いでユーザは、ボリュームの長さ（始点及び終点、すなわち最遠端）、あるいはボリュームの直径などのパラメータを調整し、これによって指定のＲＯＩの周りのボリュームを調整することが可能となる。
【００３０】
ＲＯＩが確立されると、様々なツールを使用してその内容を解析することができる。このＲＯＩに対しては、例えばルックアップテーブル（ＬＵＴ）方式を使用する視認コード化スキームを適用することができる。視認コード化は、ある設定レンジ内にあるボクセルの各近傍部に対して当該ボクセルのハウンスフィールド値（基本的なＣＴ計測値であるＨＵ）に従って、色やパターンなどの設定された識別用視認要素を適用することによって機能させる。例えばデフォルトの設定値を使用し、視認コード化された領域を以下の４つのＨＵ値レンジに分類することが可能である。
【００３１】
２０〜６０
６０〜１５０
１５０〜３５０
３５０〜１０００
ここで、ユーザは各ＨＵレンジに対して、例えば以下のような識別用視認要素及び名称を指定することができる。
ＨＵレンジ  視認要素    名称
２０〜６０  青色または低密度斑点影付け    軟性プラーク
６０〜１５０      黄色または高密度斑点影付け    線維性プラーク
１５０〜３５０    緑色または単一クロスハッチ影付け    線維石灰化プラーク
３５０〜１０００  赤色または２重クロスハッチ影付け    石灰化プラーク
指定ＨＵレンジを上述で与えているが、これは単に例示を目的としていること、並びにユーザは別の（ユーザ規定の）ＨＵレンジを規定できること、を理解されたい。この指定名称では、軟性、線維性、線維石灰化や石灰化などのプラーク形成を示しているが、これは単に例示を目的としていること、並びにユーザは例えば様々な密度の血管沈着などの別の特徴を利用することができること、を理解されたい。
【００３２】
したがって、レンジの数、各レンジの最大値及び最小値、各レンジの識別用視認要素、並びに各レンジの名称／ラベル名はユーザがカスタマイズすることができる。これらの値はルックアップ・テーブル（ＬＵＴ）内に保存されたり修正されることがある。ＬＵＴの利点は、異なる画素またはボクセルを異なる識別用視認要素の等級に分類し、異なる組織に対応した幾つかの体積百分率を計算できることである。
【００３３】
図５は、ルックアップ・テーブル（ＬＵＴ）４００を使用して視認コードに関する識別用視認要素をユーザによって３つの異なるＨＵレンジで規定する方法の別の例を表している。図５では、軟性プラークを表す血管沈着は２７〜７１のＨＵレンジ（参照番号４０５で示す）を有すると共に青色または斑点付けによって視認コード化することができる、線維性プラークを表す血管沈着は７１〜１１９のＨＵレンジ（参照番号４１０で示す）を有すると共に黄色または単一クロスハッチによって視認コード化することができる、また石灰化プラークを表す血管沈着は１１９〜５４７のＨＵレンジ（参照番号４１５で示す）を有すると共に赤色または２重クロスハッチによって視認コード化することができる。ＬＵＴ４００をどの様に作成するかをユーザが規定できることが理解できよう。
【００３４】
定性的には、視認コード化機能によりさらにユーザは、領域の数や既存領域の長さ、並びに視認コードがない中間領域（標準グレイスケール画像のままの部分）を挿入することが可能である。この機能は、例えば血管内に埋め込まれたステントの場合（この場合、医師はステント自体を覆うＨＵレンジを視認コード化せずかつ体積計測において考慮に入れないように領域を作成することを希望する）に極めて有用となり得る。同様に、標準的な血管では、ユーザはルーメンを表すＨＵレンジから視認コードを除去したり、壁及び中心線から指定の直径にあるエリアのみを視認コード化するように選択することが可能である。
【００３５】
血管の画像を湾曲式形式変更像で表した図６Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤをここで参照すると、ユーザは視認コード化されたＲＯＩを、組織密度分類のそれぞれが視認コードと相関した１つの密度レンジを有するようにして、視認コードと関連付けした組織密度の分類（図６Ｂ及び６Ｄにおいて参照番号４２０で示す）に関して解析することができる。例えば図６Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤでは、未知のタイプのプラーク・バーデンを有する左前下行枝冠状血管の近位領域を、図６Ａ及びＣでは視認コード化なしで、また図６Ｂ及びＤでは視認コード付きで表している。線維性被膜（ｆｉｂｒｏｕｓ  ｃａｐ）は２重クロスハッチ影付けによって表している（図６Ｄ参照）。ここでは図５のＬＵＴに対する代替法として、視認コードを４つの異なるＨＵレンジで提供している。
【００３６】
視認コードを使用することによって、各密度レンジのボリュームに関して、あるいは各密度レンジの統計解析に関して、ＲＯＩを視覚的と数学的の両方で解析することができる。定量的には、本発明の実施形態は、各指定のレンジのボリューム、並びに視認コード化した領域の全体ボリュームを提供することができる。例示的なＲＯＩでは、その定量的出力は例えば以下となる。
【００３７】
２０〜６０、青色（低密度斑点付け）、軟性プラーク、０．４５ｍｍ３
６０〜１５０、黄色（高密度斑点付け）、線維性プラーク、０．８０ｍｍ３
１５０〜３５０、緑色（単一クロスハッチ）、線維石灰化プラーク、０．５５ｍｍ３
３５０〜１０００、赤色（２重クロスハッチ）、石灰化プラーク、０．２０ｍｍ３
総体積＝２．０ｍｍ３
この情報は軟性プラークのバーデンやその他の血管特性の評価の際に臨床的に重要であると共に、そのバーデンに関する視覚的表現と数学的表現の両者を提供することができる。本発明の実施形態は、単一のサブボリュームを有するＲＯＩに関する図７の表、並びに図９の画像において参照番号４２５と番号付けした２つのサブボリュームを有するＲＯＩに関する図８の表で示したような、ボリューム計測値と全体ボリュームに対する百分率の両者を含んだ定量的出力を提供することができる。図７は、「視認コード化プラーク１」を図６Ｄに関する配置とした視認コードに付与した名称であるとしたフィーチャからの定量的出力の一例を示した表である。図８は、「視認コード化プラーク１」及び「視認コード化プラーク２」を図９に図示した２つの領域に関する配置とした視認コードに付与した名称であるとしたフィーチャからの定量的出力の一例を示した表である。図７では、視認コード化された４つのＲＯＩレンジは、その体積がそれぞれ、４９．９ｍｍ３（立方ミリメートル）、１００．０ｍｍ３、１４１．０ｍｍ３、及び２０．７ｍｍ３であると計算されている。図８では、その各々がＲＯＩのそれぞれのサブボリュームに関連した４つの視認コード化されたレンジを備えるような２つの視認コード化プラークが存在している。この情報を備えることによって、様々な解析及び統計計算を実施することができる。
【００３８】
代替的な実施形態では、その視認コードは、例えば図１０Ａ、Ｂ及びＣのそれぞれを参照することによって最良に確認できるような斜方向、最適Ｌ型セクション及び血管の断面など、湾曲式形式変更像以外の別のレイアウトや向きで描出されることがある。さらに、図９においてすでに示したように、比較が可能となるように単一検査の単一血管上に複数の領域を配置させることがある。
【００３９】
視認コードを血管に適用する際に、ユーザはさらに、上述のＬＵＴの設定値を変更し、図１１Ａ及びＢのそれぞれを参照することによって最良に確認できるように階段状モード描出から連続モード描出に切り換えることができる。階段状モード描出は、視認コード化したＲＯＩ領域の間にハードな線の境界を利用しており、一方連続モード描出は、視認コード化した領域の間にソフトなすなわち遷移性の境界を利用している（このことは、画像の側面にある視認コード・キーと血管自体に沿った視認コードとの両方において明らかである）。連続モードは、主に定量化用ではなく描出用であり、また連続するレンジの境界を勾配処理（ｒａｍｐｉｎｇ）してスムーズな視覚効果を得ることによって個々に色付けした領域（カラーコード化を利用する場合）を融合させている。
【００４０】
本発明の実施形態では、ユーザはさらに、その部位の視覚評価を得ると共に血管解析に役立てるために不透明度を調整することができる。
【００４１】
ＲＯＩの内部には、画素またはボクセルのＨＵ値に関する最小値、最大値、平均値及び標準偏差、並びに関心対象ボリューム間の値の再配分（ｒｅｐａｒｔｉｔｉｏｎ）を表示するヒストグラムなど別の統計値が提供されることもある。
【００４２】
ここには図示していないが、カラーコード化血管解析機能はさらに、ユーザにＲＯＩを規定するために配置作成を要求することなくソフトウェアによる中心線に沿った血管追跡領域の自動色付け能力を含むことが企図される。この強化は、全体的検査のための視覚入力は提供するが局所的な定量結果（「近位ＬＡＤ」など）を提供するために指定の部位を分離させていないような別のケースも満足させることになる。このことは、軟性プラーク組織の迅速な検出を可能にするために有用である。
【００４３】
さらに、本発明の別の実施形態は、例えば結腸や気道など別のタイプの筒状構造を解析するために本明細書に開示したようなＲＯＩ構築及び組織分類の使用、並びにこの筒体の直径を局所的に調整し、例えば冠状動脈の形状に対する最適あてはめを可能にする（冠状動脈の血管はその近位部分から遠位部分に行くに従って細くなるため）能力、を含むことができることが企図される。
【００４４】
本発明の実施形態は、コンピュータにより実現させた処理法並びにこれらの処理法を実施するための装置の形態で具現化されることがある。本発明はさらに、フレキシブル・ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードドライブ、ＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）ドライブ、または別の任意のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体などの有形媒体内に具現化された命令を含むコンピュータ・プログラム・コードを有するコンピュータ・プログラム成果物の形態で具現化されることがあり、このコンピュータ・プログラム・コードをコンピュータ内にロードしてコンピュータによって実行すると、このコンピュータは本発明を実施するための装置となる。本発明はさらに、コンピュータ・プログラム・コードの形態で具現化される（このプログラム・コードが、例えば記憶媒体内に保存されるか、コンピュータにロードされかつ／またはコンピュータによって実行されるか、電気配線やケーブル接続による、光ファイバを通す、または電磁放射を介するなど何らかの伝送媒体を用いて伝送を受けるかの如何によらない）ことがあり、このコンピュータ・プログラム・コードをコンピュータ内にロードしてコンピュータによって実行すると、このコンピュータは本発明を実施するための装置となる。汎用のマイクロプロセッサ上でイメージング・システム１００の一部として実現させると、このコンピュータ・プログラム・コードのセグメントによって具体的な論理回路を生成させるようにマイクロプロセッサが構成される。この実行可能命令の技術的効果は筒状構造に沿った組織種別の解析にある。
【００４５】
開示したように、本発明の幾つかの実施形態は次の利点：さらに解析を行うために関心対象部位を特定するための定性的で迅速な視覚的評価；異なる関心対象レンジへの密度の分類；指定された長さ及び直径にわたる各密度レンジあたりのボリュームの定量的評価；様々な検査にわたり同様の分類及び解析を実施するための再現可能なプリセット；ユーザとのやり取りを最小として解析領域を血管の形状に自動的に適応させる方法；追跡血管に集中することによって周囲組織を排除しながらユーザが当該血管エリアの定量的な評価を実行できること；筒状物体の一部である３Ｄ関心領域（ＲＯＩ）に関するユーザによる規定が与えられるとボクセル密度に基づいて定性的及び定量的な組織分類ツールを提供できる診断システム；一般化円筒（すなわち、以前の血管追跡過程から得られた３Ｄラインを「追跡（ｆｏｌｌｏｗ）」する円筒）とすることができる関心領域；血管の直径に従って円筒の直径を手作業調整または自動調整できる能力；その円筒直径を、セクション長さ全体にわたって一定とさせたり、血管の局所的直径に応じて変更させたりできる能力；ＲＯＩのセクションの始まり及び終りの位置を動的に調整できる能力；さらに解析を行うために関心対象部位を特定するための定性的で迅速な視覚的評価を提供できること；異なる関心対象レンジへの密度の分類を提供できること；指定された長さ及び直径にわたって各密度レンジあたりのボリュームの定量的評価を提供できること；並びに、様々な検査にわたり同様の分類及び解析を実施するための再現可能なプリセットを提供できること、のうちの幾つかを含むことがある。
【００４６】
本発明について例示的な実施形態を参照しながら記載してきたが、当業者であれば、本発明の範囲を逸脱することなく様々な変更が実施されることがあること並びにその要素が等価物によって代用されることがあることを理解されよう。さらに、本発明の本質的な範囲を逸脱することなく、具体的な状況や材料を本発明の教示に適応させるように多くの修正を実施することができる。したがって、本発明を実施するように企図された最適（または、唯一の）モードとして開示したこれら具体的な実施形態に本発明を限定しようと意図しておらず、むしろ本発明は、添付の特許請求の範囲の趣旨域内に属するすべての実施形態を含むように意図している。さらに、「第１の」、「第２の」などの用語の使用は、何らかの順序や重要性を意味しておらず、「第１の」、「第２の」などの用語はむしろ、ある要素を別の要素と区別するために使用したものである。さらに、「ａ」、「ａｎ」などの用語の使用は、数量の限定を意味したものではなく、むしろ言及された項目の少なくとも１つの存在を意味している。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１Ａ】ルーメン像で追跡して表示させた冠状血管の例示的な画像である。
【図１Ｂ】湾曲式形式変更面で追跡して表示させた冠状血管の例示的な画像である。
【図２】本発明の実施形態に従って患者から画像データを収集し解析するためのＣＴイメージング・システムの一般化した外観図である。
【図３】図２のイメージング・システムの一般化したブロック概要図である。
【図４】本発明の実施形態に従って血管の中心線に沿って関心領域（ＲＯＩ）を構築するための例示的な方法の図である。
【図５】本発明の実施形態により使用するためのハウンスフィールド値（ＨＵ）レンジに対する例示的な視認コード化スキームの図である。
【図６Ａ】本発明の実施形態に従って視認コード化を伴わない血管の例示的な画像を湾曲式形式変更像で表した図である。
【図６Ｂ】本発明の実施形態に従って視認コード化を伴った血管の例示的な画像を湾曲式形式変更像で表した図である。
【図６Ｃ】本発明の実施形態に従って視認コード化を伴わない血管の例示的な画像を湾曲式形式変更像で表した図である。
【図６Ｄ】本発明の実施形態に従って視認コード化を伴った血管の例示的な画像を湾曲式形式変更像で表した図である。
【図７】図６Ｄに示した画像に関する定量的出力を表した例示的な表である。
【図８】図５のものと同様であるが、２つの領域に関して定量的出力を表している別の例示的な表である。
【図９】図８の表に関する２つの領域を示した例示的な画像である。
【図１０Ａ】本発明の実施形態に従った斜方向像による例示的な画像である。
【図１０Ｂ】本発明の実施形態に従った最適Ｌ型像による例示的な画像である。
【図１０Ｃ】本発明の実施形態に従った断面像による例示的な画像である。
【図１１Ａ】本発明の実施形態に従った連続モードをオフとした例示的な画像である。
【図１１Ｂ】本発明の実施形態に従った連続モードをオンとした例示的な画像である。
【符号の説明】
【００４８】
１００  コンピュータ断層（ＣＴ）イメージング・システム
１１０  ガントリ
１１２  制御システム
１１４  モータ式テーブル
１１６  患者、被検体
１１８  ガントリ開口
１２０  Ｘ線源
１３０  Ｘ線
１４０  検出器アレイ
１５０  検出器素子
１８０  回転中心
２００  ｚ方向
２１０  ガントリ制御装置
２２０  Ｘ線制御装置
２３０  データ収集システム（ＤＡＳ）
２４０  画像再構成装置
２５０  テーブル制御装置
２６０  コンピュータ
２７０  大容量記憶（データベース）システム
２８０  オペレータ・インタフェース
２９０  表示デバイス
２９２  心電図（ＥＫＧ）モニタ
２９４  インタフェース・ボード
４００  ルックアップ・テーブル（ＬＵＴ）
４０５  ＨＵレンジ
４１０  ＨＵレンジ
４１５  ＨＵレンジ
【図１Ａ】
2006110341.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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