(57)【要約】  本発明は、Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像を計算するためのコンピュータプログラム製品１２４を提供する。コンピュータプログラム製品は、プロセッサ１０４によって実行される機械実行可能命令１３０を含む。機械実行可能命令の実行により、プロセッサは、骨石灰化密度データ１１４を受け取り２００、関心領域３０９の磁気共鳴画像１１６を受け取り２０２、磁気共鳴画像を複数の組織型からなるセットにセグメント化することによって画像セグメンテーション１１８を計算し２０４、組織型セットは皮質骨セグメンテーションを含み、骨石灰化密度データを用いて皮質骨ハウンズフィールド値１２０を計算し２０６、画像セグメンテーション内の組織型セットの各々に少なくとも１つのハウンズフィールドユニット値を割り当てることによって、ハウンズフィールドユニットマッピング１２２を計算し２０８、皮質骨セグメンテーションには、皮質骨ハウンズフィールド値が割り当てられ、ハウンズフィールドユニットマッピングを用いてＳｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像を計算する２１０。
2019513428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像を計算するためのコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムは、プロセッサによって実行される機械実行可能命令を含み、前記機械実行可能命令の実行により、前記プロセッサは、
骨石灰化密度データを受け取り、
関心領域の磁気共鳴画像を受け取り、
前記磁気共鳴画像を複数の組織型からなるセットにセグメント化することによって画像セグメンテーションを計算し、前記組織型セットは皮質骨セグメンテーションを含み、
前記骨石灰化密度データを用いて皮質骨ハウンズフィールド値を計算し、
前記画像セグメンテーション内の前記組織型セットの各々に少なくとも１つのハウンズフィールドユニット値を割り当てることによって、ハウンズフィールドユニットマッピングを計算し、前記皮質骨セグメンテーションには、前記皮質骨ハウンズフィールド値が割り当てられ、
前記ハウンズフィールドユニットマッピングを用いて前記Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像を計算する、コンピュータプログラム。
【請求項２】
前記機械実行可能命令の実行により、前記プロセッサはさらに、
前記関心領域を少なくとも部分的に記述する放射線治療処置データを受け取り、
少なくとも前記Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像及び前記放射線治療処置データを用いて放射線治療制御命令を計算する、請求項１に記載のコンピュータプログラム。
【請求項３】
前記骨石灰化密度データは、ＤＥＸＡデータを含む、請求項１又は２に記載のコンピュータプログラム。
【請求項４】
前記皮質骨ハウンズフィールド値の計算は、前記ＤＥＸＡデータからＤＥＸＡ骨密度測定値を決定することを含み、前記皮質骨ハウンズフィールド値は、前記ＤＥＸＡ骨密度測定値に経験的伝達関数を適用することによって決定される、請求項３に記載のコンピュータプログラム。
【請求項５】
前記ＤＥＸＡデータはＤＥＸＡ画像を含み、前記皮質骨ハウンズフィールド値の計算は、
前記ＤＥＸＡ画像をセグメント化することにより、前記ＤＥＸＡ画像において皮質骨領域を特定することと、
前記皮質骨領域から皮質骨密度を決定することと、
前記皮質骨密度及びルックアップテーブルを使用して、前記皮質骨ハウンズフィールド値を割り当てることとを含む、請求項３に記載のコンピュータプログラム。
【請求項６】
前記骨石灰化密度データは、ＱＣＴ（ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ  ｃｏｍｐｕｔｅｄ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）画像を含み、前記機械実行可能命令の実行により、前記プロセッサはさらに、前記ＱＣＴ画像をセグメント化することにより、前記ＱＣＴ画像内の皮質骨領域を特定し、前記機械実行可能命令の実行により、前記プロセッサはさらに、前記ＱＣＴ画像内の前記皮質骨領域を使用して、前記皮質骨ハウンズフィールド値を割り当てる、請求項１又は２に記載のコンピュータプログラム。
【請求項７】
骨石灰化密度データを受け取るステップと、
関心領域の磁気共鳴画像を受け取るステップと、
前記磁気共鳴画像を複数の組織型からなるセットにセグメント化することによって画像セグメンテーションを計算するステップであって、前記組織型セットは皮質骨セグメンテーションを含む、ステップと、
前記骨石灰化密度データを用いて皮質骨ハウンズフィールド値を計算するステップと、
前記画像セグメンテーション内の前記組織型セットの各々に少なくとも１つのハウンズフィールドユニット値を割り当てることによって、ハウンズフィールドユニットマッピングを計算するステップであって、前記皮質骨セグメンテーションには、前記皮質骨ハウンズフィールド値が割り当てられる、ステップと、
前記ハウンズフィールドユニットマッピングを用いてＳｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像を計算するステップとを含む、医療用イメージング方法。
【請求項８】
医療用システムであって、前記医療用システムは、
機械実行可能命令を記憶するためのメモリと、
前記医療用システムを制御するためのプロセッサとを備え、前記機械実行可能命令の実行により、前記プロセッサは、
骨石灰化密度データを受け取り、
関心領域の磁気共鳴画像を受け取り、
前記磁気共鳴画像を複数の組織型からなるセットにセグメント化することによって画像セグメンテーションを計算し、前記組織型セットは皮質骨セグメンテーションを含み、
前記骨石灰化密度データを用いて皮質骨ハウンズフィールド値を計算し、
前記画像セグメンテーション内の前記組織型セットの各々に少なくとも１つのハウンズフィールドユニット値を割り当てることによって、ハウンズフィールドユニットマッピングを計算し、前記皮質骨セグメンテーションには、前記皮質骨ハウンズフィールド値が割り当てられ、
前記ハウンズフィールドユニットマッピングを用いて前記Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像を計算する、医療用システム。
【請求項９】
前記医療用システムは、さらに、磁気共鳴イメージングシステムを備え、前記機械実行可能命令の実行により、前記プロセッサはさらに、関心領域の磁気共鳴画像を受け取るために、
少なくとも前記関心領域から磁気共鳴データを取得するよう、前記磁気共鳴イメージングシステムを制御し、
前記磁気共鳴イメージングシステムから前記磁気共鳴画像を再構成する、請求項１３に記載の医療用システム。
【請求項１０】
前記医療用システムは、放射線治療ユニットを含み、前記機械実行可能命令の実行により、前記プロセッサはさらに、
前記関心領域を少なくとも部分的に記述する放射線治療処置データを受け取り、
少なくとも前記Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像及び前記放射線治療処置データを使用して、前記放射線治療ユニットを制御するための放射線治療制御命令を計算する、請求項８又は９に記載の医療用システム。
【請求項１１】
前記医療用システムは、ＥＣＴ（ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｃｏｍｐｕｔｅｄ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）システムをさらに含み、前記機械実行可能命令の実行により、前記プロセッサはさらに、
ガンマ線放出データを取得するよう、前記ＥＣＴシステムを制御し、
前記Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像を用いてガンマ線吸収マップを計算し、
少なくとも前記ガンマ線放出データ及び前記ガンマ線吸収マップを使用して、ＥＣＴ画像を再構成する、請求項８、９、又は１０に記載の医療用システム。
【請求項１２】
前記医療用システムは、ＤＥＸＡユニットをさらに備え、前記放射線治療処置データは、ＤＥＸＡ画像を含み、前記プロセッサは、前記ＤＥＸＡユニットから前記骨石灰化密度データを受け取る、請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の医療用システム。
【請求項１３】
前記皮質骨ハウンズフィールド値の計算は、前記ＤＥＸＡ画像からＤＥＸＡ骨密度測定値を決定することを含み、前記皮質骨ハウンズフィールド値は、前記ＤＥＸＡ骨密度測定値に経験的伝達関数を適用することによって決定される、請求項１２に記載の医療用システム。
【請求項１４】
前記皮質骨ハウンズフィールド値の計算は、
前記ＤＥＸＡ画像をセグメント化することにより、前記ＤＥＸＡ画像において皮質骨領域を特定することと、
前記皮質骨領域から皮質骨密度を決定することと、
前記皮質骨密度及びルックアップテーブルを使用して、前記皮質骨ハウンズフィールド値を割り当てることとを含む、請求項１２に記載の医療用システム。
【請求項１５】
前記医療用システムは、ＱＣＴ（ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ  ｃｏｍｐｕｔｅｄ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）ユニットをさらに備え、前記プロセッサは、前記ＱＣＴユニットから前記骨石灰化密度データを受け取り、前記骨石灰化密度データは、ＱＣＴ画像を含み、前記機械実行可能命令の実行により、前記プロセッサは、前記ＱＣＴ画像をセグメント化することにより、前記ＱＣＴ画像内の皮質骨領域を特定し、前記機械実行可能命令の実行により、前記プロセッサは、前記ＱＣＴ画像内の前記皮質骨領域を使用して、前記皮質骨ハウンズフィールド値を割り当てる、請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の医療用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴イメージングに関し、特に、磁気共鳴イメージングデータからのＳｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像の構築に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ又は仮想ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）画像は、１つ又は複数の他の医用イメージングモダリティからのデータを使用して計算されるシミュレーションＣＴ画像である。ジャーナル記事Ｈｓｕ，Ｓｈｕ−Ｈｕｉ  ｅｔ  ａｌ．、“Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ  Ｍｏｄｅｌｓ  ｆｒｏｍ  ＭＲＩ  Ｓｃａｎｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｈｅａｄ  ａｎｄ  Ｎｅｃｋ  ｆｏｒ  Ｒａｄｉａｔｉｏｎ  Ｔｈｅｒａｐｙ”、Ｐｈｙｓｉｃｓ  ｉｎ  ｍｅｄｉｃｉｎｅ  ａｎｄ  ｂｉｏｌｏｇｙ  ５８．２３（２０１３）：１０．１０８８／００３１&#8211;９１５５／５８／２３／８４１９．ＰＭＣ．Ｗｅｂ．１４  Ｏｃｔ．２０１５は、仮想ＣＴ画像の生成方法を開示する。
【０００３】
ジャーナル記事Ｃｏｃｏｓｃｏ  ｅｔ．ａｌ．、“Ａ  ｆｕｌｌｙ  ａｕｔｏｍａｔｉｃ  ａｎｄ  ｒｏｂｕｓｔ  ｂｒａｉｎ  ＭＲＩ  ｔｉｓｓｕｅ  ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ”、Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｉｍａｇｅ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ７（２００３）５１３−５２７は、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ）を使用して異なる組織型の脳組織を識別する方法を開示する。
【０００４】
ジャーナル記事Ｋｏｒｈｏｎｅｎ  ｅｔ．ａｌ．、“Ａ  ｄｕａｌ  ｍｏｄｅｌ  ＨＵ  ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ  ｆｒｏｍ  ＭＲＩ  ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  ｖａｌｕｅｓ  ｗｉｔｈｉｎ  ａｎｄ  ｏｕｔｓｉｄｅ  ｏｆ  ｂｏｎｅ  ｓｅｇｍｅｎｔ  ｆｏｒ  ＭＲＩ  &#8211;ｂａｓｅｄ  ｒａｄｉｏｔｈｅｒａｐｙ  ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  ｐｌａｎｎｉｎｇ  ｏｆ  ｐｒｏｓｔａｔｅ  ｃａｎｃｅｒ、Ｍｅｄ．Ｐｈｙｓ．４１、０１１７０４（２０１４）ＤＯＩ：１０．１１１８／１．４８４２５７５は、男性骨盤において、ＭＲＩ強度をハウンズフィールドユニット（ＨＵ）に変換する方法を開示する。使用されるモデルは、以下の２つの患者固有型の調整のために調整された：絶対強度レベルにおけるシフトを補正するためのＭＲ信号正規化、及び低密度の骨組織ＨＵを正確に表すためのカットオフ値の適用。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、独立請求項において、コンピュータプログラム製品、医療用イメージング方法、及び医療用システムを提供する。従属請求項には実施形態が記載されている。
【０００６】
本明細書に記載される例は、皮質骨のハウンズフィールド値の個人化された推定値を提供する手段を提供することによって、合成ＣＴ画像の改善された構築及び／又は改善された放射線治療計画を提供する可能性がある。ハウンズフィールド値の個人化された推定値を導出又は計算するために、被検者の骨石灰化密度データが使用され得る。皮質骨のハウンズフィールド値を個人化する代わりに、多数の被検者の平均化の結果である皮質骨のハウンズフィールド値が使用されてもよい。しかし、皮質骨は被検者の高密度の部位の１つであるため、被検者ごとに皮質骨のハウンズフィールド値を個人化することが有益であり得る。よって、特定の被検者に特有ではない皮質骨のハウンズフィールド値の平均値を使用する場合、Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像に誤差が生じるおそれがある。したがって、特定の被検者について皮質骨のハウンズフィールド値を補正することにより、より正確な情報を医師に提供するＳｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像が得られ、及び／又は、より正確な放射線治療計画が実現され得る。
【０００７】
本明細書において、磁気共鳴（ＭＲ）データは、磁気共鳴イメージングスキャン中に磁気共鳴装置のアンテナを使用して原子スピンによって放たれる無線周波数信号の測定記録として定義される。磁気共鳴データは、医療用画像データの一例である。本明細書において、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）画像は、磁気共鳴イメージングデータ内に含まれる解剖学的データの再構成された２次元又は３次元の視覚化として定義される。この視覚化は、コンピュータを用いて実行され得る。
【０００８】
本明細書で使用されるＳｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像とは、異なるイメージングモダリティの医療イメージングデータを使用して計算されたシミュレートされた又はモデル化されたコンピュータ断層撮影（ＣＴ）画像を指す。また、Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像という用語は、本明細書において時に使用され得る擬似ＣＴ画像という用語と同義である。本願では、Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像とは、具体的には、磁気共鳴データ及び／又は１つ又は複数の磁気共鳴画像を使用して計算されたＳｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像を指す。単一のＭＲ画像を用いてＳｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像を計算することもできるが、ＭＲデータ又は画像のＨＵへの変換のマッピングを改良するために、Ｔ１緩和時間、Ｔ２緩和時間、及びプロトン密度等の値などの異なるＭＲパラメータの様々なマッピングが使用されてもよい。したがって、明細書及び特許請求の範囲における磁気共鳴画像への言及は、様々なＭＲパラメータの複数の画像及びマップへの言及であり得ると理解されたい。
【０００９】
本明細書で使用されるハウンズフィールドユニットという用語は、物体又は物体の一部の放射線濃度を表す定量的指標を包含する。ハウンズフィールドユニットという用語は、ＨＵ、ハウンズフィールドユニット（単複問わず）、ハウンズフィールドスケール、ＣＴ値（ＣＴ  ｎｕｍｂｅｒ）という用語と同義である。ハウンズフィールドユニット値は、ハウンズフィールドユニットで与えられるボクセル又は領域に割り当てられた値である。
【００１０】
一側面において、本発明は、Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像を計算するためのコンピュータプログラム製品を提供する。本明細書で使用されるＳｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像とは、ＣＴ又はコンピュータ断層撮影スキャンの結果に類似するように構築された医療用画像を包含する。しかし、このＳｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像は異なるイメージングモダリティから作成される。コンピュータプログラム製品は、プロセッサによって実行される機械実行可能命令を含む。
【００１１】
機械実行可能命令の実行により、プロセッサは骨石灰化密度データを受け取る。本明細書で使用される骨石灰化密度データとは、被検者の骨の骨石灰化を表すデータを包含する。骨石灰化密度データは、被検者の骨密度が低いか否かを決定する過程で取得され得る。例えば、病院は特に、骨粗鬆症の人を診断するために、骨石灰化に関する検査を行うことができる。本明細書で使用される骨石灰化密度データとは、骨石灰化を測定するための装置によって取得されるデータを包含し得る。これは、典型的には、Ｘ線又は他の電離放射線を使用して行われる。機械実行可能命令の実行により、プロセッサはさらに、関心領域の磁気共鳴画像を受け取る。機械実行可能命令の実行により、プロセッサはさらに、磁気共鳴画像を複数の組織型からなるセットにセグメント化することによって、画像セグメンテーションを計算する。組織型セットは、皮質骨セグメンテーションを含む。磁気共鳴画像をセグメント化し、各種の組織型に又は組織型のセットに分割するための標準的な画像セグメンテーション技術が存在する。機械実行可能命令の実行により、プロセッサはさらに、骨石灰化密度データを使用して皮質骨ハウンズフィールド値を計算する。いわゆるハウンズフィールドユニット又はハウンズフィールドユニットスケールは、ＣＴ値とも称され得る。ハウンズフィールドユニットは、特定の組織型の放射線濃度を表すための定量的指標である。ハウンズフィールドユニット値は、Ｘ線などの電離放射線の吸収の尺度である。皮質骨ハウンズフィールド値を計算することにより、磁気共鳴画像を用いて、Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像がより正確に生成され得る。
【００１２】
機械実行可能命令の実行により、プロセッサはさらに、画像セグメンテーション内の組織型セットのそれぞれに少なくとも１つのハウンズフィールドユニット値を割り当てることによって、ハウンズフィールドユニットマッピングを計算する。皮質骨セグメンテーションには、皮質骨ハウンズフィールド値が割り当てられる。ハウンズフィールドユニットマッピングの作成は、いくつかの異なるやり方で実施され得る。最も単純なバージョンでは、組織型が識別され、ハウンズフィールドユニット値が単純にそれらの領域に割り当てられ得る。他の例では、組織領域が識別され、次いで、例えば、１つ又は複数の磁気共鳴画像によって測定されるパラメータなどの他のパラメータを使用して、ハウンズフィールドユニット値が割り当てられ得る。例えば、まず、組織型が識別され、その後、Ｔ１、Ｔ２緩和時間、陽子密度、又は他の値などのＭＲパラメータを使用して、それぞれの特定の組織型内のハウンズフィールドユニットマッピングが決定され得る。本明細書に記載されるように、皮質骨セグメンテーションには、プロセッサによって計算された皮質骨ハウンズフィールド値が割り当てられる。機械実行可能命令の実行により、プロセッサはさらに、ハウンズフィールドユニットマッピングを使用して、Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像を計算する。ハウンズフィールドユニットマッピングが正確に計算又は推定された場合、磁気共鳴画像によって画像化された関心領域を通過する放射線の照射をモデル化することによって、相当に正確なＳｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像を生成することができる。
【００１３】
この実施形態は、被検者内の皮質骨の領域に、ハウンズフィールドユニットマッピングのより正確な値が割り当てられるので、有益であり得る。この例は、より正確に計算されたＳｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像を提供し、かつ／又は、より正確な放射線治療計画を可能にし得る。
【００１４】
他の実施形態では、骨石灰化密度データは、被検者の骨石灰化密度データである。この実施形態における関心領域の磁気共鳴画像も、骨石灰化密度データと同じ被検者に関するものである。
【００１５】
他の実施形態では、医療用システムは、放射線治療ユニットを含む。
【００１６】
他の実施形態では、機械実行可能命令の実行により、プロセッサはさらに、関心領域を少なくとも部分的に記述する放射線治療処置データを受け取る。例えば、放射線治療処置データは、プロセッサに提供される又はユーザインターフェイスを介して受け取られるデータであり、放射線治療装置で治療されるべき領域を詳述し、また、例えば重要な器官又は被験者の他の解剖学的領域など、被曝量を最小限にすることが望ましい被検者の領域を描写し得る。機械実行可能命令の実行により、プロセッサはさらに、少なくともＳｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像及び放射線治療処置データを用いて放射線治療制御命令を計算する。Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像は、治療領域及び治療領域外の被検者の部分によって吸収される放射線を正確にモデル化することができるよう、放射線吸収のマッピングを作成するために使用され得る。これは、治療領域又はターゲットゾーンへの放射線のより正確な送達、及び重要な器官が受ける線量を最小限に抑えることを可能にし得る。
【００１７】
他の実施形態では、骨石灰化密度データは、ＤＥＸＡ（デキサ）データを含む。骨粗鬆症を診断するために骨石灰化密度測定を行う場合、ＤＥＸＡ装置が利用可能であり得る。この実施形態は、骨粗鬆症を検出するために典型的に使用されるデータを、Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像の品質を改善するために再利用するので、有益であり得る。
【００１８】
他の実施形態では、皮質骨ハウンズフィールド値の計算は、ＤＥＸＡデータからＤＥＸＡ骨密度測定値を決定することを含む。皮質骨ハウンズフィールド値は、ＤＥＸＡ骨密度測定値に経験的伝達関数を適用することによって決定される。例えば、ＤＥＸＡ骨密度測定値を皮質骨ハウンズフィールド値に変換するために、数式又はルックアップテーブルを使用することができる。他の例では、これはさらに洗練され得る。例えば、皮質骨密度とＤＥＸＡ骨密度測定値との間の相関関係には、健康状態、性別、年齢、及び他のファクタが関連し得る。この追加データは、提供される皮質骨ハウンズフィールド値の質を改善する特定の経験的伝達関数を選択するために使用することができる。
【００１９】
経験的伝達関数の構築は単純なものであってもよい。多くの被検者について、ＤＥＸＡ骨密度測定が、皮質骨密度を正確に測定可能なＣＴシステムを用いた測定によって補完されてもよい。異なる性別、年齢、健康、及び体重条件を有する多数の被検者についてのこのような測定を使用することにより、正確な経験的伝達関数を生成することができる。
【００２０】
他の実施形態では、ＤＥＸＡデータはＤＥＸＡ画像を含む。この場合、皮質骨ハウンズフィールド値の計算は、まず、ＤＥＸＡ画像をセグメント化することにより、ＤＥＸＡ画像において皮質骨領域を特定することを含む。例えば、単純な骨のモデルを作成し、皮質骨領域、又は多数の皮質骨を含む領域のみが選択され得る。皮質骨ハウンズフィールド値の計算は、皮質骨領域から皮質骨密度を決定することをさらに含む。皮質骨ハウンズフィールド値の計算は、皮質骨密度及びルックアップテーブルを使用して、皮質骨ハウンズフィールド値を割り当てることをさらに含む。この場合、測定は直接的な測定ではないが、主に皮質骨を含む領域からのみデータを取得する。これにより、皮質骨ハウンズフィールド値のより正確な決定が可能になり、また、性別、年齢、体重、及び他の健康特性などの値への依存性を排除し得る。
【００２１】
他の実施形態では、骨石灰化密度データは、ＱＣＴ（ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ  ｃｏｍｐｕｔｅｄ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）画像を含む。機械実行可能命令の実行により、プロセッサはさらに、ＱＣＴ画像をセグメント化することにより、ＱＣＴ画像内の皮質骨領域を特定する。機械実行可能命令の実行により、プロセッサはさらに、ＱＣＴ画像内の皮質骨領域を使用して、皮質骨ハウンズフィールド値を割り当てる。この実施形態は、骨石灰化密度データがＱＣＴ画像から直接計算され得るので、有益であり得る。これは、いくつかの異なるやり方で実行することができる。ある例では、骨石灰化密度データが最初に計算され、次いで、皮質骨ハウンズフィールド値への変換のためにこの骨石灰化密度データが使用される。測定はＣＴシステムで行われるので、測定はまた、ＱＣＴ画像によって決定されるＣＴ値からハウンズフィールド値に直接変換されてもよい。
【００２２】
他の側面では、本発明は、医療用イメージング方法を提供する。この方法は、骨石灰化密度データを受け取ることを含む。方法はさらに、関心領域の磁気共鳴画像を受け取ることを含む。方法はさらに、磁気共鳴画像を複数の組織型からなるセットに分割することによって、画像セグメンテーションを計算することを含む。組織型セットは、皮質骨セグメンテーションを含む。方法はさらに、骨石灰化密度データを用いて皮質骨ハウンズフィールド値を計算することを含む。方法はさらに、画像セグメンテーション内の組織型セットのそれぞれに少なくとも１つのハウンズフィールドユニット値を割り当てることによって、ハウンズフィールドユニットマッピングを計算することを含む。皮質骨セグメンテーションには、皮質骨ハウンズフィールド値が割り当てられる。方法はさらに、ハウンズフィールドユニットマッピングを用いてＳｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像を計算することを含む。
【００２３】
他の側面では、本発明は、医療用システムを提供する。医療用システムは、機械実行可能命令を記憶するためのメモリを含む。医療用システムは、医療用システムを制御するためのプロセッサをさらに備える。機械実行可能命令の実行により、プロセッサは骨石灰化密度データを受け取る。機械実行可能命令の実行により、プロセッサはさらに、関心領域の磁気共鳴画像を受け取る。機械実行可能命令の実行により、プロセッサはさらに、磁気共鳴画像を複数の組織型からなるセットにセグメント化することによって、画像セグメンテーションを計算する。組織型セットは、皮質骨セグメンテーションを含む。
【００２４】
機械実行可能命令の実行により、プロセッサはさらに、骨石灰化密度データを使用して皮質骨ハウンズフィールド値を計算する。機械実行可能命令の実行により、プロセッサはさらに、画像セグメンテーション内の組織型セットのそれぞれに少なくとも１つのハウンズフィールドユニット値を割り当てることによって、ハウンズフィールドユニットマッピングを計算する。皮質骨セグメンテーションには、皮質骨ハウンズフィールド値が割り当てられる。機械実行可能命令の実行により、プロセッサはさらに、ハウンズフィールドユニットマッピングを使用して、Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像を計算する。
【００２５】
他の実施形態では、医療用システムはさらに、磁気共鳴イメージングシステムを含む。機械実行可能命令の実行により、プロセッサはさらに、関心領域の磁気共鳴画像を受け取るために、少なくとも関心領域から磁気共鳴データを取得するよう、磁気共鳴イメージングシステムを制御する。機械実行可能命令の実行により、プロセッサはさらに、磁気共鳴画像を受け取るために、磁気共鳴イメージングシステムから磁気共鳴画像を再構成する。
【００２６】
他の実施形態では、医療用システムはさらに、放射線治療ユニットを含む。本明細書で使用される放射線治療ユニットとは、電離放射線を被検者の体内のターゲット領域に送達するための装置を包含する。例えば、放射線治療ユニットは、バリウム放射性源を使用して電離放射線を被検者の体内のターゲット領域に照射するバリウムシステムであってもよい。他の種類の放射線も可能である。例えば、放射線治療ユニットは、Ｌｉｎａｃなどによって照射されるような荷電粒子をターゲット領域に照射してもよい。
【００２７】
機械実行可能命令の実行により、プロセッサはさらに、関心領域を少なくとも部分的に記述する放射線治療処置データを受け取る。機械実行可能命令の実行により、プロセッサはさらに、少なくともＳｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像及び放射線治療処置データを使用して、放射線治療ユニットを制御するための放射線治療制御命令を計算する。放射線治療制御命令の計算を補助するためにＳｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像を使用することは、Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像の高められた精度により、放射線をターゲットゾーンに送達するための、及び被検者の他の部分に送達される電離放射線を最小限に抑えるための放射線治療制御命令の計算の精度が高まり得るので、有益であり得る。他の例では、機械実行可能命令の実行により、プロセッサはさらに、放射線療法制御命令によって放射線治療ユニットを制御する。
【００２８】
他の実施形態では、医療用システムは、ＥＣＴ（ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｃｏｍｐｕｔｅｄ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）システムをさらに含む。ＥＣＴシステムとは、被検者の体内の放射性化合物の放出を検出することによって医療用イメージングを行うシステムを包含し得る。例えば、陽電子放出断層撮影法又はＰＥＴシステムが一例である。ＳＰＥＣＴ（ｓｉｎｇｌｅ  ｐｈｏｔｏｎ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）は、ＥＣＴシステムの他の例である。機械実行可能命令の実行により、プロセッサはさらに、ガンマ線放出データを取得するよう、ＥＣＴシステムを制御する。機械実行可能命令の実行により、プロセッサはさらに、Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像を用いてガンマ線吸収マップを計算する。機械実行可能命令の実行により、プロセッサはさらに、少なくともガンマ線放出データ及びガンマ線吸収マップを使用して、ＥＣＴ画像を再構成する。皮質骨は比較的高密度であるので、密度を計算することにより、より正確なハウンズフィールドユニット又はＣＴ値は、ＥＣＴ画像のより正確な再構成を可能にし得る。
【００２９】
他の実施形態では、ＥＣＴシステムのイメージング領域及び磁気共鳴イメージングシステムのイメージング領域がコレジストレーションされる。
【００３０】
他の実施形態では、ＥＣＴシステムのイメージング領域及び磁気共鳴イメージングシステムのイメージング領域が少なくとも部分的に重なる。
【００３１】
他の実施形態では、医療用システムは、ＤＥＸＡユニットをさらに備える。放射線治療処置データは、ＤＥＸＡ画像を含む。皮質骨ハウンズフィールド値は、ＤＥＸＡ骨密度測定値に経験的伝達関数を適用することによって決定される。
【００３２】
他の実施形態では、皮質骨ハウンズフィールド値の計算は、まず、ＤＥＸＡ画像をセグメント化することにより、ＤＥＸＡ画像において皮質骨領域を特定することを含む。皮質骨ハウンズフィールド値の計算は、皮質骨領域から皮質骨密度を決定することをさらに含む。皮質骨ハウンズフィールド値の計算は、皮質骨密度及びルックアップテーブルを使用して、皮質骨ハウンズフィールド値を割り当てることをさらに含む。
【００３３】
他の実施形態では、医療用システムは、ＱＣＴユニットをさらに備える。プロセッサは、ＱＣＴユニットから骨石灰化密度データを受け取る。骨石灰化密度データは、ＱＣＴ画像を含む。
【００３４】
他の実施形態では、機械実行可能命令の実行により、プロセッサはさらに、ＱＣＴ画像をセグメント化することにより、ＱＣＴ画像内の皮質骨領域を特定する。機械実行可能命令の実行により、プロセッサはさらに、ＱＣＴ画像内の皮質骨領域を使用して、皮質骨ハウンズフィールド値を割り当てる。
【００３５】
組み合わせられる実施形態が相反するものでない限り、本発明の上記実施形態の１つ以上を組み合わせることができる。
【００３６】
当業者によって理解されるように、本発明の側面は、装置、方法、又はコンピュータプログラム製品として具体化され得る。したがって、本発明の側面は、完全にハードウェアの実施形態、完全にソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）、又はソフトウェア側面及びハードウェア側面を組み合わせた実施形態の形態をとることができる（本明細書では、全てが一般的に「回路」、「モジュール」、又は「システム」と称され得る）。さらに、本発明の側面は、コンピュータ実行可能コードが実装された１つ又は複数のコンピュータ可読媒体によって具現化されるコンピュータプログラム製品の形態をとってもよい。
【００３７】
１つ又は複数のコンピュータ可読媒体の任意の組み合わせを利用することができる。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体又はコンピュータ可読記憶媒体であってもよい。本明細書で使用される「コンピュータ可読記憶媒体」とは、計算装置のプロセッサによって実行可能な命令を格納することができる任意の有形記憶媒体を包含し得る。コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータ可読非一時的記憶媒体とも呼ばれ得る。また、コンピュータ可読記憶媒体は、有形コンピュータ可読媒体とも呼ばれ得る。一部の実施形態では、コンピュータ可読記憶媒体は、計算装置のプロセッサによってアクセス可能なデータを格納可能であってもよい。コンピュータ可読記憶媒体の例は、限定はされないが、フロッピーディスク、磁気ハードディスクドライブ、ソリッドステートハードディスク、フラッシュメモリ、ＵＳＢサムドライブ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、光ディスク、光磁気ディスク、及びプロセッサのレジスタファイルを含む。光ディスクの例は、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋｓ）及びＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋｓ）、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、又はＤＶＤ−Ｒディスクなどを含む。コンピュータ可読記憶媒体という用語は、計算装置がネットワーク又は通信リンクを介してアクセスすることができる様々なタイプの記録媒体も指す。例えば、モデム、インターネット、又はローカルエリアネットワークを介してデータが取り出されてもよい。コンピュータ可読媒体に組み込まれるコンピュータ実行可能コードは、限定はされないが、無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦなど、又はこれらの任意の適切な組み合わせを含む任意の適切な媒体を使用して送信することができる。
【００３８】
コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ実行可能コードを含む（例えばベースバンド内、又は搬送波の一部として）伝播データ信号を含み得る。このような伝播信号は、限定はされないが、電磁気、光学、又はこれらの任意の適切な組み合わせを含む様々な形態のいずれかをとることができる。コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読記憶媒体ではなく、命令実行システム、装置、又はデバイスによって又は関連して使用されるプログラムを通信、伝搬、又は転送可能な任意のコンピュータ可読媒体であり得る。
【００３９】
「コンピュータメモリ」又は「メモリ」は、コンピュータ可読記憶媒体の一例である。コンピュータメモリは、プロセッサが直接アクセス可能な任意のメモリである。「コンピュータストレージ」又は「ストレージ」は、コンピュータ可読記憶媒体の他の例である。コンピュータストレージは、任意の不揮発性のコンピュータ可読記憶媒体である。一部の実施形態では、コンピュータストレージはコンピュータメモリでもあり、その逆で可能である。
【００４０】
本明細書で使用される「プロセッサ」とは、プログラム、機械実行可能命令、又はコンピュータ実行可能コードを実行することができる電子コンポーネントを包含する。「プロセッサ」を含む計算装置への言及は、複数のプロセッサ又は処理コアを含む可能性があると解釈されるべきである。プロセッサは、例えば、マルチコアプロセッサであってもよい。プロセッサは、単一のコンピュータシステムに集約された、又は複数のコンピュータシステム間で分散された複数のプロセッサの集合を指す可能性もある。計算装置という用語は、それぞれが１つ又は複数のプロセッサを含む複数の計算装置の集合又はネットワークを意味するとも解釈されるべきである。コンピュータ実行可能コードは、同じ計算装置に集約された、又は複数の計算装置にわたって分散された複数のプロセッサによって実行され得る。
【００４１】
コンピュータ実行可能コードは、プロセッサに本発明の側面を実行させる機械実行可能命令又はプログラムを含むことができる。本発明の側面の動作を実施するためのコンピュータ実行可能コードは、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語、及びＣ言語のような従来の手続き型プログラミング言語、又は同様なプログラミング言語のうちの１つ又は複数の任意の組み合わせで記述され、機械実行可能命令にコンパイルされ得る。場合によっては、コンピュータ実行可能コードは、高水準言語の形態又はプリコンパイルされた形態であってもよく、オンザフライで機械実行可能命令を生成するインタプリタとともに使用されてもよい。
【００４２】
コンピュータ実行可能コードは、完全にユーザコンピュータ上で、部分的にユーザコンピュータ上で、スタンドアローンソフトウェアパッケージとして、部分的にユーザコンピュータ上及び部分的にリモートコンピュータ上で、又は完全にリモートコンピュータ又はサーバ上で実行され得る。後者の場合、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）又は広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを介してユーザコンピュータに接続され、又は、外部コンピュータに接続が確立されてもよい（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用してインターネットを介して）。
【００４３】
本発明の側面は、本発明の実施形態に係る方法、装置（システム）、及びコンピュータプログラム製品のフローチャート図及び／又はブロック図を参照して説明される。フローチャート、イラスト、及び／又はブロック図の各ブロック又は一群のブロックは、妥当な場合には、コンピュータ実行可能コードの形態でコンピュータプログラム命令によって実施され得ることが理解されよう。相互に矛盾しない場合、異なるフローチャート、イラスト、及び／又はブロック図におけるブロックを組み合わせることができることも理解されよう。これらのコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、又は他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサに提供されて、マシンを生成し得る。コンピュータのプロセッサ又は他のプログラム可能データ処理装置を介して実行される命令は、フローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて特定される機能／動作を実装するための手段を作成する。
【００４４】
これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイスを特定の態様で機能させることが可能なコンピュータ可読媒体に保存されてもよい。コンピュータ可読媒体に保存された命令は、フローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて特定される機能／動作を実施する命令を含む製品を生成する。
【００４５】
コンピュータプログラム命令は、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイス上にロードされてもよく、コンピュータ、他のプログラム可能装置、又は他のデバイス上で一連の動作ステップを実行させることによって、コンピュータ実施プロセスが生成され得る。コンピュータ又は他のプログラム可能装置上で実行される命令は、フローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて特定される機能／動作を実施するためのプロセスを提供する。
【００４６】
本明細書で使用される「ユーザインターフェイス」とは、ユーザ又はオペレータがコンピュータ又はコンピュータシステムとインタラクトすることを可能にするインターフェイスである。「ユーザインターフェイス」は、「ヒューマンインターフェイスデバイス」とも称され得る。ユーザインターフェイスは、情報又はデータをオペレータに提供し、かつ／又は、オペレータから情報又はデータを受け取り得る。ユーザインターフェイスは、オペレータからの入力をコンピュータが受け取ることを可能にし、また、コンピュータからユーザに出力を提供し得る。言い換えれば、ユーザインターフェイスは、オペレータがコンピュータを制御又は操作することを可能にし、また、インターフェイスは、オペレータの制御又は操作の効果をコンピュータが表示することを可能にし得る。ディスプレイ又はグラフィカルユーザインターフェイス上のデータ又は情報の表示は、情報をオペレータに提供することの一例である。キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド、ポインティングスティック、グラフィックタブレット、ジョイスティック、ゲームパッド、ウェブカム、ヘッドセット、ペダル、ワイヤードグローブ、リモコン、及び加速度計を介するデータの受け取りはいずれも、オペレータからの情報又はデータの受け取りを可能にするユーザインターフェイス要素の例である。
【００４７】
本明細書で使用される「ハードウェアインターフェイス」とは、コンピュータシステムのプロセッサが外部の計算デバイス及び／又は装置とインタラクトし及び／又は該デバイス／装置を制御することを可能にするインターフェイスを包含する。ハードウェアインターフェイスは、プロセッサが制御信号又は命令を外部計算デバイス及び／又は装置に送信することを可能にし得る。ハードウェアインターフェイスはまた、プロセッサが外部計算デバイス及び／又は装置とデータを交換することを可能にし得る。ハードウェアインターフェイスの例としては、限定はされないが、ユニバーサルシリアルバス、ＩＥＥＥ１３９４ポート、パラレルポート、ＩＥＥＥ１２８４ポート、シリアルポート、ＲＳ−２３２ポート、ＩＥＥＥ−４８８ポート、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続、無線ローカルエリアネットワーク接続、ＴＣＰ／ＩＰ接続、イーサネット（登録商標）接続、制御電圧インターフェイス、ＭＩＤＩインターフェイス、アナログ入力インターフェイス、及びデジタル入力インターフェイスなどがある。
【００４８】
本明細書で使用される「ディスプレイ」又は「ディスプレイデバイス」とは、画像又はデータを表示するように適合された出力デバイス又はユーザインターフェイスを包含する。ディスプレイは、視覚的、聴覚的、又は触覚的なデータを出力し得る。ディスプレイの例としては、限定はされないが、コンピュータモニタ、テレビ画面、タッチスクリーン、触覚電子ディスプレイ、点字スクリーン、ブラウン管（ＣＲＴ）、蓄積管、双安定ディスプレイ、電子ペーパー、ベクトルディスプレイ、フラットパネルディスプレイ、蛍光表示管ディスプレイ（ＶＦ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、エレクトロルミネセンスディスプレイ（ＥＬＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）、プロジェクタ、及びヘッドマウントディスプレイなどがある。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
以下、本発明の単なる例に過ぎない好ましい実施形態について、以下の図面を参照しながら説明する。
【図１】図１は、医療用システムの例を示す。
【図２】図２は、図１の医療用システムの使用方法の例を示す。
【図３】図３は、医療用システムのさらなる例を示す。
【図４】図４は、図３の医療用システムの使用方法の例を示す。
【図５】図５は、医療用システムのさらなる例を示す。
【図６】図６は、図５の医療用システムの使用方法の例を示す。
【図７】図７は、医療用システムのさらなる例を示す。
【図８】図８は、図７の医療用システムの使用方法の例を示す。
【図９】図９は、医療用システムのさらなる例を示す。
【図１０】図１０は、図９の医療用システムの様々な例を使用して骨石灰化密度データを決定するための様々な方法を例示するための大腿骨の模式図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
図面における同様の番号を有する要素は、等価な要素であるか、又は同じ機能を果たす。前に説明された要素は、機能が同等であれば、後の図面では必ずしも説明されない。
【００５１】
図１は、医療用システム１００の例を示す。医療用システム１００は、コンピュータ１０２を含むものとして示されている。コンピュータは、プロセッサ１０４を備える。プロセッサ１０４はコンピュータストレージ１０６及びコンピュータメモリ１０８と通信可能である。コンピュータストレージ１０６及びコンピュータメモリ１０８の中身は、互いに複製されてもよい。すなわち、コンピュータストレージ１０６の中身は、コンピュータメモリ１０８の中身と入れ替えられてもよい。特定の要素がコンピュータストレージ１０６又はコンピュータメモリ１０８のいずれかに示されているからといって、他の変形例に存在しないとは限らない。プロセッサ１０４は、さらに、ユーザインターフェイス１１０に接続されているものとして示されている。プロセッサ１０４は、ハードウェアインターフェイス１１２と接点を有するものとして示されている。一部の例では、プロセッサ１０４が外部コンポーネントを制御し、データを受信することを可能にするハードウェアインターフェイス１１２が存在し得る。
【００５２】
コンピュータストレージ１０６は、骨石灰化密度データ１１４を含むものとして示されている。これは、例えば、ハードウェアインターフェイス１１２を介して受信されてもよく、又はユーザインターフェイス１１０を介して受信されてもよい。コンピュータストレージ１０６は、さらに、磁気共鳴画像１１６を含むものとして示されている。コンピュータストレージ１０６は、さらに、磁気共鳴画像１１８の画像セグメンテーション１１８を含むものとして示されている。コンピュータストレージ１０６は、さらに、皮質骨ハウンズフィールド値１２０を含むものとして示されている。皮質骨ハウンズフィールド値１２０は、骨石灰化密度データ１１４から計算される。コンピュータストレージ１０６は、さらに、画像セグメンテーション１１８から計算されたハウンズフィールドユニットマッピング１２２を含むものとして示されている。一部の例では、ハウンズフィールドユニットマッピング１２２は、画像セグメンテーション１１８、及び磁気共鳴画像１１６内に含まれる他のデータから計算されてもよい。コンピュータストレージ１０６は、さらに、ハウンズフィールドユニットマッピング１２２を使用して計算されたＳｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像１２４を含むものとして示されている。
【００５３】
コンピュータメモリ１０８は、プロセッサ１０４が、医療システム１００の動作及び機能を制御すること、及び様々な数値タスク及び計算タスクを実行することを可能にする機械実行可能命令１３０を含むものとして示されている。
【００５４】
図２は、図１の医療用システム１００の動作方法を示すフローチャートを示す。例えば、図２のフローチャートは、機械実行可能命令１３０がプロセッサ１０４に実行させるステップ又はステップの少なくとも一部を示し得る。まず、ステップ２００において、骨石灰化密度データ１１４が受け取られる。次に、ステップ２０２において、関心領域の磁気共鳴画像が受け取られる。次に、ステップ２０４において、磁気共鳴画像１１６の画像セグメンテーション１１８が計算される。画像セグメンテーションは、磁気共鳴画像を複数の組織型からなるセットに分割する。組織型セットは、皮質骨セグメンテーションを含む。次に、ステップ２０６において、皮質骨ハウンズフィールド値１２０が計算される。皮質骨ハウンズフィールド値は、少なくとも部分的に、骨石灰化密度データ１１４を使用して計算される。次に、ステップ２０８において、画像セグメンテーション１１８内の組織型セットのそれぞれに少なくとも１つのハウンズフィールドユニット値を割り当てることによって、ハウンズフィールドユニットマッピング１２２が計算される。皮質骨セグメンテーションには、皮質骨ハウンズフィールド値が割り当てられる。最後に、ステップ２１０において、ハウンズフィールドユニットマッピング１２２を使用してＳｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像１２４が計算される。
【００５５】
図３は、医療用システム３００のさらなる例を示す。図３に示される医療用システム３００は、システムが磁気共鳴イメージングシステム３０２を含むことを除いて、図１に示されるものと同様である。磁気共鳴イメージングシステム３０２は磁石３０４を有する。磁石３０４は、自身を貫通するボア３０６を有する超伝導円筒形磁石である。異なる種類の磁石の使用も可能である。例えば、分割円筒形磁石といわゆるオープン磁石の両方を使用することも可能である。分割円筒形磁石は、標準的な円筒形磁石に類似しているが、磁石のアイソ面（ｉｓｏ−ｐｌａｎｅ）へのアクセスを可能にするために、クライオスタットが２つの部分に分割されている点で異なり、このような磁石は、例えば荷電粒子ビーム療法と併用され得る。オープン磁石は２つの磁石部分を有し、一方が、その間に被検者を収容するのに十分なスペースを与えるよう、他方の上方に位置し、２つの部分の配置はヘルムホルツコイルの配置と似ている。被検者がより閉塞されないため、オープン磁石は人気がある。円筒形磁石のクライオスタットの内部には、超伝導コイルの集合体がある。円筒形磁石３０４のボア３０６内には、磁気共鳴イメージングを行うのに十分に強く均一な磁場が存在するイメージングゾーン３０８が存在する。
【００５６】
また、磁石のボア３０６内には、磁石３０４のイメージングゾーン３０８内の磁気スピンを空間的に符号化するために磁気共鳴データ取得に使用される磁場勾配コイル３１０のセットが存在する。磁場勾配コイル３１０は、磁場勾配コイル電源３１２に接続されている。磁場勾配コイル３１０は代表的なものであることを理解されたい。典型的には、磁場勾配コイル３１０は、３つの直交する空間方向において空間符号化するための別個のコイルセットを３つ含む。磁場勾配電源は、磁場勾配コイルに電流を供給する。磁場勾配コイル３１０に供給される電流は、時間の関数として制御され、傾斜をつけられたり（ｒａｍｐｅｄ）、又はパルス化され得る。
【００５７】
イメージングゾーン３０８の隣には、イメージングゾーン３０８内の磁気スピンの向きを操作するための、及びイメージングゾーン３０８内のスピンから無線信号を受信するための無線周波数コイル３１４が存在する。パルスシーケンスコマンドを使用して、イメージングゾーン３０８の部分集合又は関心領域３０９が撮像され得る。無線周波数アンテナは、複数のコイル要素を含み得る。また、無線周波数アンテナは、チャネル又はアンテナと呼ばれ得る。無線周波数コイル３１４は、無線周波数送受信機３１６に接続される。無線周波コイル３１４及び無線周波数送受信機３１６は、別個の送信コイル及び受信コイルと、別個の送信機及び受信機とによって置き換えられてもよい。無線周波数コイル３１４及び無線周波数送受信機３１６は代表的なものであることを理解されたい。また、無線周波数コイル３１４は、専用送信アンテナ及び専用受信アンテナも表すことが意図されている。同様に、送受信機３１６は、別個の送信機及び受信機も表し得る。無線周波数コイル３１４はまた、複数の受信／送信要素を有してもよく、無線周波数送受信器３１６は、複数の受信／送信チャネルを有してもよい。例えば、ＳＥＮＳＥなどの並列イメージング技術が実行される場合、無線周波数コイル３１４は複数のコイル要素を有する。
【００５８】
送受信機３１６及び磁場勾配コイル電源３１２は全て、コンピュータシステム３２６のハードウェアインターフェイス３２８に接続されている。
【００５９】
コンピュータストレージは、さらに、複数のパルスシーケンスコマンド３２２を含むものとして示されている。本明細書で使用されるパルスシーケンスコマンド３２２との用語は、磁気共鳴イメージングシステム３０２を直接制御するために使用可能なコマンドであってもよく、又は、磁気共鳴イメージングシステム３０２が磁気共鳴データを取得することを可能にする上記のようなコマンドに変換可能な他のデータであってもよい。コンピュータストレージ１０６は、さらに、パルスシーケンスコマンド３２２を使用してイメージングゾーン３０８内の少なくとも関心領域３０９について被検者３１８から取得された磁気共鳴データ３２４を含むものとして示されている。磁気共鳴画像１１６が取得される関心領域は、イメージングゾーン３０８の任意の部分集合であってもよい。
【００６０】
図４は、図３の医療用システム３００の動作方法を示すフローチャートを示す。図４のフローチャートは、ステップ２０２がステップ４００及び４０２によって置き換えられていることを除いて、図２に示されるものと同様である。ステップ４００及び４０２は、磁気共鳴画像の受け取り方法の１つの具体例を示す。この場合、磁気共鳴イメージングシステム３０２は、磁気共鳴データを取得するために使用され、その後、磁気共鳴データはプロセッサ１０４によって再構成される。ステップ２００が実行された後、ステップ４００が実行される。ステップ４００では、磁気共鳴イメージングシステムがプロセッサ１０４によって制御され、少なくとも関心領域から磁気共鳴データ３２４が取得される。次に、ステップ４０２において、磁気共鳴画像１１６が、磁気共鳴データ３２４から再構成される。次に、該方法は、図２に示されるように、ステップ２０４に進む。
【００６１】
図５は、医療用システム５００のさらなる例を示す。図５に示される医療用システム５００は、システムがさらに、放射線治療ユニット５０２及び磁気共鳴イメージングシステム３０２を含むことを除いて、図３に示されるものと同様である。
【００６２】
放射線治療ユニット５０２は、ガントリ５０６及び放射線治療ソース５０８を備える。ガントリ５０６は、ガントリ回転軸５４０を中心として放射線治療ソース５０８を回転させるためのものである。放射線治療ソース５０８に隣接して、コリメータ５１０が存在する。
【００６３】
この実施形態に示される磁石３０４も、標準的な円筒状の超伝導磁石である。磁石３０４は、内部に超伝導コイル５１６を有するクライオスタット５１４を有する。また、クライオスタット内には超伝導シールドコイル５１８が存在する。
【００６４】
被検者支持台３２０は、機械的位置決めシステム５２０によって配置され得る。被検者３１８の体内には、ターゲットゾーン５２２が存在する。ガントリ回転軸５２４は、この具体的実施形態では、磁石３０４の円筒軸と同軸である。被検者支持台３２０は、ターゲットゾーン５２２がガントリ回転軸５２４上に位置するように配置される。線源５０８は、コリメータ５１０及びターゲットゾーン５２２を通過する放射線ビーム５２６を生成するものとして示されている。線源５０８は軸５２４を中心として回転するので、ターゲットゾーン５２２は常に放射線ビーム５２６の標的となる。放射線ビーム５２６は、磁石のクライオスタット５１４を通過する。磁場勾配コイルは、磁場勾配コイルを２つの部分に分離するギャップを有してもよい。存在する場合、このギャップは、磁場勾配コイル３１０による放射線ビーム５２６の減衰を低減する。一部の実施形態では、無線周波数コイル３１４もギャップを有し又は分離され、放射線ビーム５２６の減衰が低減され得る。
【００６５】
線源は様々な異なる技術で構成され得る。一例では、線源５０８は、ガンマ線のビームを供給する放射性物質である。他の例では、線源５０８はＸ線源である。他の例では、線源は荷電粒子源である。他の例では、線源はＬＩＮＡＣによって提供される。円筒形磁石も一例に過ぎないことを理解されたい。被検者３１８への放射線ビーム５２６の経路を提供するために、分割コイル磁石又はオープン磁石が使用されてもよい。
【００６６】
放射線治療ユニット１０２及び機械的位置決めシステム５２０は、コンピュータシステム１０２のハードウェアインターフェイス１１２に接続されているものとして示されている。
【００６７】
コンピュータストレージ１０６は、関心領域を少なくとも部分的に記述し、ターゲットゾーン５２２を照射するための計画を含む放射線治療処置データをさらに含むものとして示されている。コンピュータストレージ１０６は、放射線治療処置データ５３０及びＳｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像１２４を使用して生成された放射線治療制御命令５３２を含むものとしてさらに示されている。
【００６８】
図６は、図５の医療用システム５００の動作方法を示すフローチャートを示す。図６の方法は、図４に示すものと類似するが、いくつかのステップが追加されている。ステップ２１０が実行された後、放射線治療処置データ５３０が受け取られる。放射線治療処置データは、関心領域を少なくとも部分的に記述する。次にステップ６０２において、プロセッサ１０４は、少なくともＳｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像１２４及び放射線治療処置データ５３０を使用して、放射線治療ユニット５０２を制御するための放射線治療制御命令５３２を計算する。
【００６９】
図７は、医療用システム７００のさらなる例を示す。図７に示される医療用システム７００は、ＥＣＴ（Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）システム７０２の追加を除いて、図３に示される医療用システム３００と非常に類似する。ＥＣＴシステム７０２は、制御ユニット７０４及び検出器リング７０６を備える。検出器リング７０６は、ガンマ線を検出するための検出器を含み得る。被検者３１８は、被検者３１８の体内側に分布を有する放射性同位体７０８を摂取又は受け取り得る。ＰＥＴ（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）の場合、放射性同位体７０８は陽電子を放出し、陽電子と電子と結合して２つのガンマ粒子７１０を放出する。これらは、検出器リング７０６内の検出器によって検出され得る。単一光子放射断層法（ｓｉｎｇｌｅ  ｐｈｏｔｏｎ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）では、単一のガンマ光子が放出され、検出器リング７０６によって検出される。次に、機械実行可能命令１３０がＥＣＴシステム７０２を制御することにより、検出器リング７０６によって受信されたデータを記録することによってガンマ線放出データ７１２が取得され得る。ガンマ線放出データ７１２は、コンピュータストレージ１０６に記憶されているものとして示されている。コンピュータストレージ１０６は、さらに、Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像１２４を使用して計算されるガンマ線吸収マップ７１４を含むものとして示されている。最後に、コンピュータストレージ１０６は、さらに、ガンマ線吸収マップ７１４及びガンマ線放出データ７１２を使用して計算されたＥＣＴ画像７１６を含むものとして示されている。
【００７０】
図８は、図７の医療用システム７００の動作方法を示すフローチャートを示す。図８の方法は、図４に示すものと非常に類似するが、いくつかのステップが追加されている。ステップ２１０が実行された後、ステップ８００が実行される。ステップ８００において、ＥＣＴシステム７０２が、ガンマ線放出データ７１２を取得するように制御される。次に、ステップ８０２において、Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像１２４を用いてガンマ線吸収マップ７１４が計算される。最後に、ステップ８０４において、少なくともガンマ線放出データ７１２及びガンマ線吸収マップ７１４を使用して、ＥＣＴ画像７１６が再構成される。
【００７１】
図９は、医療用システム９００のさらなる例を示す。医療用システム９００は図１に示すものと類似する。医療用システム９００は、Ｘ線システム９０２をさらに備える。図９に示す特徴は、先の実施例のいずれにも組み込むことができる。つまり、図９の特徴は、図１、図３、図７、及び図５に組み込むことができる。Ｘ線システム９０２は、骨石灰化密度データ１１４を測定するためのものである。Ｘ線システム９０２は、例えば、ＤＥＸＡ（ｄｕａｌ  ｅｎｅｒｇｙ  Ｘ−ｒａｙ  ａｂｓｏｒｐｔｉｏｍｅｔｒｙ）ユニット又はＱＣＴ（ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）ユニットであってもよい。いずれにしても、Ｘ線システム９０２は、少なくとも１つのＸ線源９０４と、少なくとも１つのＸ線検出器９０６とを備える。Ｘ線源は、被検者３１８の一部を通過するＸ線９０８を生成する。被検者は、軟組織９１０及び骨９１２を含む。機械実行可能命令１３０がプロセッサ１０４を制御し、プロセッサ１０４がＸ線データ９１４を取得するようにＸ線システムを制御し得る。Ｘ線データ９１４は、その後、骨石灰化密度データ１１４へと処理され得る。
【００７２】
図１０は、骨石灰化密度データ１１４の様々な決定方法を示すために使用される。図１０は、大腿骨９１２の一部を示す。第１の場合では、Ｘ線システム９０２は、ＤＥＸＡユニットである。この場合、関心領域１０００のＸ線画像を撮影することにより、従来のＸ線吸収測定法による大腿骨の骨密度測定が行われる。この領域自体は、主に海綿骨で構成されている。この領域の測定が行われた後、経験的伝達関数を適用することにより、ＤＥＸＡ骨密度測定値が求められる。
【００７３】
ある代替的な方法は、同様に、ＤＥＸＡユニットを用いて実施される。この場合では、画像データがセグメント化され、異なる関心領域１００２が取得される。関心領域１００２は、大部分が皮質骨からなる。画像のこの部分からの測定を使用して、皮質骨密度のより良い推定が取得される。第３の選択肢は、Ｘ線システム９０２がＱＣＴユニットであることである。破線１００４は、大腿骨９１２のＣＴ画像が撮影される平面を示す。ＣＴ画像からは、海綿骨がより硬い皮質骨に囲まれていることが見て取れる。ＱＣＴユニットは定量的測定を行うことができるので、測定されたハウンズフィールド値をＳｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像のためのハウンズフィールド値に変換してもよいし、又は、まず皮質骨からの測定値を皮質骨密度に変換し、皮質骨密度をＳｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像のためのハウンズフィールドユニットに変換してもよい。
【００７４】
ＣＴに基づく放射線治療計画（ＲＴＰ）は、軟部組織及び骨における放射線減衰を正確に計算することができる。ＭＲのみに基づく計画は、腫瘍及び臓器の描写において優れていることから、使用が増加している。しかしながら、標準的なＭＲＩは真の骨コンパートメントにおける信号をもたらさず、骨梁内の水分及び脂肪からの信号のみをもたらすので、ＭＲに基づく骨における減衰の評価は依然として困難である。しかしながら、特に皮質骨の石灰化は多様であり、よって対応する減衰も多様である。
【００７５】
例は、各ＲＴ患者について骨石灰化密度（ＢＭＤ）を測定する手段を提供し、ＭＲ−ＣＡＴにおける皮質骨コンパートメントのバルク密度割り当てのためのＨＵ値を決定するために伝達関数が適用し得る。したがって、ＢＭＤスキャンはＭＲ−ＣＡＴアプローチを補強する。
【００７６】
伝達関数は、治療を受ける患者と年齢及び性別が一致する制限された訓練患者コホートにおけるＢＭＤスキャン及びＲＴＰ−ＣＴスキャンの両方の取得に基づいて定義され得る。各ＣＴスキャンを評価することにより、ＭＲ−ＣＡＴにおけるように皮質骨部分のバルク密度割り当てのための平均ＨＵ値が求められ得る。伝達関数は、ＢＤＭ値をこのバルクＨＵ値に変換するパラメータ化された関数として定義される。
【００７７】
ＢＭＤは、最も単純な実施形態では、骨粗鬆症患者の管理のために広く使用されている従来のＢＭＤ機器及びアルゴリズムを使用して測定されてもよい。さらなる実施形態として、皮質骨コンパートメントのＢＤＭの選択性を改善するために、ＢＤＭスキャンのための専用評価アプローチがいくつか提案される。
【００７８】
放射線治療計画（ＲＴＰ）で使用される減衰マップは、通常、ＣＴスキャンから導出される。ＭＲＩは、腫瘍及びリスク臓器の描写においてＣＴより明らかに優れている。しかし、ＭＲに基づく減衰マップの評価は、特に骨梁、より一層に皮質骨では困難なタスクであるため、これまでのところ、ＭＲＩはスタンドアローンの放射線治療シミュレーションにはあまり利用されていない。ＭＲのみに基づくＲＴＰのために、ＣＴ画像をシミュレートし、それぞれの減衰マップを導出するためのいくつかのアプローチが文献において報告されている。
【００７９】
１つのアプローチは、アトラスに基づく方法を使用することである。このアプローチでは、ＣＴ画像のコホートを互いに非剛体レジストレーションし、それらを組み合わせることによって母平均密度マップ（アトラス）が構築される。次いで、この平均密度マップは、非剛体レジストレーションによって特定の患者にマッピングされる。
【００８０】
バルク密度割り当て
このアプローチは、まず、１つ又は複数の異なるＭＲＩコントラストを使用して、少数の主要な組織クラス（例えば、空気、脂肪、水分が多い組織、骨梁、及び皮質骨）への分類を行う。次のステップでは、平均母集団値とＨＵ値の文献値との組み合わせに基づいて各ボクセルに密度値（疑似ＨＵ値）が割り当てられる。
【００８１】
モデルベースのボクセル単位の密度割り当て
このアプローチは、１つ又は複数のＭＲコントラストと、シミュレートされたＨＵ値との間の変換モデルを確立する。モデルは、限られた数のコレジストレーションされたＣＴ及びＭＲデータセットで訓練される。この技術の一例は、ガウス混合回帰モデルを使用して、ＣＴコントラストを、３つの異なるＭＲスキャン（１つのＴ２強調３Ｄスピンエコーベースのシーケンス、及び異なるエコー時間及びフリップ角を有する２つのデュアルエコー超短エコー時間ＭＲＩシーケンス）から得られた５つの異なるＭＲコントラストとリンクする。さらなる例は、骨及び他の組織を別々のモデルで扱う。
【００８２】
骨石灰化密度評価（ＢＭＤ）
以下では、骨密度評価について簡単に紹介する。骨密度（ＢＭＤ：Ｂｏｎｅ  ｍｉｎｅｒａｌ  ｄｅｎｓｉｔｙ）は、臓器レベルでの測定値であり、例えば骨粗鬆症患者において、臨床ケアにて定期的に行われる。ＢＭＤは主に以下の２つの方法によって測定される：Ａｒｅａｌ  ＢＭＤを測定するためのＤＸＡ（ｄｕａｌ  ｅｎｅｒｇｙ  Ｘ−ｒａｙ  ａｂｓｏｒｐｔｉｏｍｅｔｒｙ）及びＶｏｌｕｍｅｔｒｉｃ  ＢＭＤを測定するためのＱＣＴ（ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ  ＣＴ）。どちらの方法も、純粋な骨組織鉱物を多孔性（ハバーズ管および骨髄腔）から分けないので、本質的に、骨石灰化のグローバルな評価を提供する。
【００８３】
ＤＸＡでは、骨ミネラル量（スキャンされる骨によるＸ線の総減衰として測定される）は、Ｘ線画像に投影される骨の面積によって除算される。したがって、質量を体積で割ったものである真の骨密度の正確な測定ではない。ＱＣＴは、骨の体積を測定することができるので、ＤＸＡの結果とは異なり、骨のサイズの交絡影響を受けない。しかし、ＤＸＡは、例えば大腿骨頸部におけるＲＯＩを定義してＢＤＭを評価するための患者の位置決め及び完全自動アルゴリズムのスタンダードであるので、実際の臨床において骨ミネラル量のかなり正確な測定を提供する。骨ミネラル不足の過大評価を避けるために、ＤＸＡスコアを、同じ性別及び年齢についての参照データと比較することができる（平均からＺスコア＝ＳＤの符号付き数字を計算することにより）。
【００８４】
米国予防医学専門委員会（Ｕ．Ｓ．  Ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ  Ｔａｓｋ  Ｆｏｒｃｅ）は、６５歳以上の女性が骨粗しょう症のスクリーニング、及びこれに伴う骨折の予防のためのＤＸＡスキャンを受けることを勧告している。男性が検査されるべき時期は不明確であるが、いくつかの情報源によれば、７０歳が推奨される。ＤＸＡ−ＢＭＤ測定の費用は低い（ドイツで４２ユーロ）。約１５〜３０分かかり、１〜２μＳの放射線しか伴わない。比較のために、大西洋横断飛行には５０μＳの線量が伴う。
【００８５】
ＱＣＴは、標準的なＣＴスキャナや、専用末梢（ｐＱＣＴ）スキャナで実行され得る。脊椎及び股関節のＱＣＴ測定は、特殊な分析ソフトウェアを装備した臨床用多目的全身ＣＴスキャナで実施される。ｐＱＣＴスキャナは、前腕及び脛骨におけるＢＭＤの定量的測定のために特有的に開発された。非末梢ＢＤＭ用の全身臨床用ＣＴスキャナよりも安価で移動性があり、放射線の量もはるかに少ない（３&micro;Ｓｖ／スライス、非末梢ＢＤＭ用では０．２〜１．５ｍＳｖ）。
【００８６】
骨密度分布の評価
ＢＭＤとの違いでは、骨密度分布（ＢＭＤＤ）は、骨生検によって得られた小さな骨試料を用いて、顕微鏡レベルで測定することができ、試料中のカルシウム重量％のヒストグラムをもたらす。多くの場合、この分布の平均及び幅を用いて、異なる患者を比較する。ＢＭＤＤを測定するために、ｑＢＥＩ法が使用されてもよく、例えば、２×２×２μｍ３の分解能を有し、平均カルシウム量について０．３％ＣＶ（ｃｏｅｆｆｅｃｉｅｎｔ  ｏｆ  ｖａｒｉａｎｃｅ）の測定間変動を有し得る。
【００８７】
健常人及び罹患者のＢＭＤデータ
ＢＭＤは個体間でかなり異なり（ＳＤは平均の約２０％）、年齢、性別、健康状態、及び他のパラメータに依存する。
【００８８】
健常人及び罹患者のＢＭＤＤ
健常人について分析された、異なる人種（アフリカ系及び白人系アメリカ人）及び性別の成人（２５〜９０歳）からの異なる骨格部位（腸骨間骨、脊椎、大腿骨頚部、及び頭部、膝蓋骨）の骨梁におけるＢＭＤＤは、極めて小さい生物学的変動（平均Ｃａ重量％＝２２．２±０．４５、すなわち２％の相対的変動）を示し、これは、その生体力学的パフォーマンスに関して革新的な最適性の存在を示唆する。
【００８９】
ＭＲに基づくＨＵの割り当ては、軟組織において比較的良好に機能するが、上記の３つのアプローチは全て、骨組織における有意なＨＵの割り当てにおいて困難を有する。ＣＴアトラスベースのアプローチは、ＣＴアトラスから導出されたものに基づき、全ての患者に同じ正規化されたＨＵを割り当てる。さらに、レジストレーションエラーが生じる。
【００９０】
バルク密度割り当ては、骨梁として識別された全てのボクセルに単一のＨＵを割り当て、皮質骨として識別された全てのボクセルに対して第２のＨＵ値を割り当てる。これらの２つの値は、平均母集団値及び文献値から導出される。さらに、この方法はセグメンテーションの不正確さの問題を有し、これにより、不正確な組織割り当てが生じる。
【００９１】
モデルに基づくボクセル単位の密度割り当てアプローチは、特に皮質骨について、ＭＲ強度からＨＵ値への伝達関数を見つけるのが難しいという問題がある。さらに、限られた患者コホートから得られた伝達関数が全ての患者に適用される。
【００９２】
本質的に、３つのアプローチは全て、骨密度の患者間変動及び対応するそれぞれのＨＵ値を考慮しない。しかし、これらの変動は軟組織における場合よりもはるかに大きく、特に皮質骨では大きい。
【００９３】
例は、各放射線治療（ＲＴ）患者について骨石灰化密度（ＢＭＤ）を測定する手段を提供し、ＭＲ−ＣＡＴにおける皮質骨コンパートメントのバルク密度割り当てのためのＨＵ値を決定するために伝達関数を適用し得る。したがって、ＢＭＤスキャンはＭＲ−ＣＡＴアプローチを補強する。
【００９４】
伝達関数は、治療を受ける患者と年齢及び性別が一致する制限された訓練患者コホートにおけるＢＭＤスキャン及びＲＴＰ−ＣＴスキャンの両方の取得に基づいて定義され得る。各ＣＴスキャンを評価することにより、ＭＲ−ＣＡＴにおけるように皮質骨部分のバルク密度割り当てのための平均ＨＵ値が求められる。伝達関数は、ＢＤＭ値をこのバルクＨＵ値に変換するパラメータ化された関数として定義され得る。
【００９５】
一例の方法は、以下のステップのうちの１つ又は複数を含むことができる。
１．実際の患者（年齢、性別、体重、サイズ）を代理するトレーニング患者コホートにおいて、ＲＴＰのためのＤＸＡスキャン及び従来のＣＴスキャンを取得する。
２．最先端の方法を用いて（場合によっては手動で）ＣＴスキャンにおいて皮質骨をセグメント化する。好ましくは、減衰に最も関連する部分、例えば前立腺患者の股関節及び仙骨をセグメント化する。ＭＲＣＡＴにおいてのように、皮質骨に対するバルク密度割り当てのためのＨＵ値を計算する。
３．皮質骨のバルク割り当てのために使用される、ＤＸＡ  ＢＭＤ値からＨＵ値への変換を表す伝達関数を定義する。
４．将来の患者（「トレーニング」患者の先）のために、ＭＲＣＡＴに必要なＤＸＡスキャン及びＭＲＩのみを取得する（ＣＴスキャンは取得しない）。
５．ＤＸＡ値と訓練された伝達関数とを使用して、皮質骨におけるバルク密度割り当てのためのＨＵ値を決定する。
【００９６】
従来のＤＸＡの使用は、従来のＤＸＡが皮質骨と骨梁とを区別せず、大腿骨の頸部（大腿骨頸部）において評価されるように、両者に関する総ＢＭＤをｇ／ｃｍ２単位の１つの値として報告するという欠点を有し得る。大腿骨の頂部における皮質骨のバルク質量は小さいことが知られており、厚くなり、さらに小さくなる。
【００９７】
代替案として、皮質骨のＢＤＭをより厳密に反映する、図１０の領域１００２に示されるようなＲＯＩについてのみのＢＤＭであるように、ＢＥＭが評価されてもよい。この皮質ＲＯＩは、緑色の長方形として描かれる頸部ＲＯＩに隣接する所定の幅及び長さの層として見つけられる。皮質ＲＯＩの幅は、例えば、頸部の最小幅の５％として定義され得る。皮質ＲＯＩの長さは、例えば、頸部の最小幅の５０％として定義され得る。幅は、より小さい上部の幅から、より大きい下部の幅へと線形増加するように定義されてもよい。
【００９８】
ＤＸＡは異なる組織コンパートメントを区別することができ、したがって、骨密度を別々に評価することができるが、特定のＲＯＩにおける平均ＢＤＭをｇ／ｃｍ&sup2;で報告する投影技術である。この制限は、ＢＤＭをｇ／ｃｍ３で測定し、３Ｄでボリュームを決定することができるｐＱＣＴによって克服される。したがって、皮質骨コンパートメント及び骨梁コンパートメントを別々に評価することができる。
【００９９】
ＱＣＴでは、測定されたＣＴパラメータからＢＭＤが決定される。このステップは、密度の骨等価較正物質を有するファントムを使用して、ＣＴ値からＢＭＤへの線形較正に基づく。ＱＣＴで測定されたＨＵ値を標準的なＣＴで測定されたＨＵ値とを直接関連づけることがより簡単であるため、このステップは省略されてもよい。したがって、実施形態３では、例えば、ステップ１においてＤＸＡの代わりに、大腿骨において取得されたｐＱＣＴが使用される。皮質骨がセグメント化され、このセグメントの平均ＨＵが評価される。残りのステップ２〜５は、実施形態１と同様にして行われる。したがって、ステップ４においても、ＤＸＡがｐＱＣＴに置き換えられる。
【０１００】
本発明は、図面及び上記において詳細に図示及び記載されているが、かかる図示及び記載は説明的又は例示的であり、非限定的であると考えられるべきである。本発明は、開示の実施形態に限定されない。
【０１０１】
開示の実施形態の他の変形例が、図面、開示、及び添付の特許請求の範囲から、クレームされる発明に係る当業者によって理解及び実施され得る。特許請求の範囲において、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は複数を除外しない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項に記載される複数のアイテムの機能を果たし得る。複数の手段が互いに異なる従属請求項に記載されているからといって、これらの手段の組み合わせが好適に使用することができないとは限らない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に又は他のハードウェアの一部として供給される光学記憶媒体又はソリッドステート媒体等の適切な媒体上で記憶及び／又は分配されてもよいし、インターネット又は他の有線若しくは無線テレコミュニケーションシステムを介して等の他の形態で分配されてもよい。特許請求の範囲内のいかなる参照符号も、その範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【符号の説明】
【０１０２】
１００  医療用システム
１０２  コンピュータ
１０４  プロセッサ
１０６  コンピュータストレージ
１０８  コンピュータメモリ
１１０  ユーザインターフェイス
１１２  ハードウェアインターフェイス
１１４  骨石灰化密度データ
１１６  磁気共鳴画像
１１８  画像セグメンテーション
１２０  皮質骨ハウンズフィールド値
１２２  ハウンズフィールドユニットマッピング
１２４  Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像
１３０  機械実行可能命令
２００  骨石灰化密度データを受け取る
２０２  関心領域の磁気共鳴画像を受け取る
２０４  磁気共鳴画像を複数の組織型からなるセットに分割することによって、画像セグメンテーションを計算する
２０６  骨石灰化密度データを用いて皮質骨ハウンズフィールド値を計算する
２０８  画像セグメンテーション内の組織型セットのそれぞれに少なくとも１つのハウンズフィールドユニット値を割り当てることによって、ハウンズフィールドユニットマッピングを計算する
２１０  ハウンズフィールドユニットマッピングを用いてＳｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像を計算する
３００  医療用システム
３０２  磁気共鳴イメージングシステム
３０４  磁石
３０６  磁石のボア
３０８  測定ゾーン又はイメージングゾーン
３０９  関心領域
３１０  磁場勾配コイル
３１２  磁場勾配コイル電源
３１４  無線周波数コイル
３１６  送受信機
３１８  被検者
３２０  被検者支持台
３２２  パルスシーケンスコマンド
３２４  磁気共鳴データ
４００  少なくとも関心領域から磁気共鳴データを取得するよう、磁気共鳴イメージングシステムを制御する
４０２  磁気共鳴イメージングシステムから磁気共鳴画像を再構成する
５００  医療用システム
５０２  放射線治療ユニット
５０６  ガントリ
５０８  放射線治療ソース
５１０  コリメータ
５１４  クライオスタット
５１６  超伝導コイル
５１８  超伝導シールドコイル
５２０  機械的位置決めシステム
５２２  ターゲットゾーン
５２４  ガントリ回転軸
５２６  放射線ビーム
５３０  放射線治療処置データ
５３２  放射線治療制御命令
６００  関心領域を少なくとも部分的に記述する放射線治療処置データを受け取る
６０２  少なくともＳｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像及び放射線治療処置データを使用して、放射線治療ユニットを制御するための放射線治療制御命令を計算する
７００  医療用システム
７０２  ＥＣＴシステム
７０４  制御ユニット
７０６  検出器リング
７０８  放射性同位体
７１０  ガンマ線
７１２  ガンマ線放出データ
７１４  ガンマ線吸収マップ
７１６  ＥＣＴ画像
８００  ガンマ線放出データを取得するよう、ＥＣＴシステムを制御する
８０２  Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＣＴ画像を用いてガンマ線吸収マップを計算する
８０４  少なくともガンマ線放出データ及びガンマ線吸収マップを使用して、ＥＣＴ画像を再構成する
９００  医療用システム
９０２  Ｘ線システム
９０４  Ｘ線源
９０６  Ｘ線検出器
９０８  Ｘ線
９１０  軟組織
９１２  骨
９１４  Ｘ線データ
１０００  関心領域
１００２  関心領域
１００４  ＣＴスキャン平面
【図１】
2019513428.tif 000003
【図２】
2019513428.tif 000004
【図３】
2019513428.tif 000005
【図４】
2019513428.tif 000006
【図５】
2019513428.tif 000007
【図６】
2019513428.tif 000008
【図７】
2019513428.tif 000009
【図８】
2019513428.tif 000010
【図９】
2019513428.tif 000011
【図１０】
2019513428.tif 000012
【国際調査報告】
2019513428.tif 000013
2019513428.tif 000014
2019513428.tif 000015