(57)【要約】  システムは、データ収集中のスキャン領域内にＫエッジ物質が存在するときに取得されたデータから、推定生来画像データを生成する画像推定部（１２８）を含む。推定生来画像データは、前記データ収集中の前記スキャン領域内に前記Ｋエッジ物質が存在しないときに取得されるデータから生成される生来画像データを表す。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ収集中のスキャン領域内にＫエッジ物質が存在するときに取得されたデータから、推定生来画像データを生成する画像推定部であり、前記推定生来画像データは、前記データ収集中の前記スキャン領域内に前記Ｋエッジ物質が存在しないときに取得されるデータから生成される生来画像データを表す、画像推定部、
を有するシステム。
【請求項２】
前記画像推定部は、前記Ｋエッジ物質の実効的な減衰に基づいて前記推定生来画像データを生成する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記Ｋエッジ物質は、１つ以上の造影剤物質を含む造影剤である、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
異物画像データを生成する再構成部を更に有し、前記異物画像データは、前記データ収集中の前記スキャン領域内に前記Ｋエッジ物質が存在するときに取得される前記データから前記Ｋエッジ物質の減衰を除外して生成される画像データを表し、前記画像推定部は、前記異物画像データに基づいて前記推定生来画像データを生成する、請求項２又は３に記載のシステム。
【請求項５】
前記画像推定部は：
前記異物画像データに対する補正係数を生成する補正係数決定部；及び
前記異物画像データと前記補正係数とに基づいて前記推定生来画像データを生成する画像生成部；
を含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記画像生成部は、ピクセル毎又はボクセル毎に基づいて前記異物画像データに前記補正係数を適用して、前記推定生来画像データを生成する、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記補正係数は、被検体に由来の置換可能物質を置換する前記Ｋエッジ物質の濃度と、前記置換可能物質の実効的な減衰との関数である、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記置換可能物質は、血液、組織間液、脳脊髄液及び髄液のうちの１つ以上である、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記Ｋエッジ物質の前記濃度は、前記Ｋエッジ物質の実効的な減衰の関数である、請求項６乃至８の何れかに記載のシステム。
【請求項１０】
前記置換可能物質の前記減衰は測定あるいは推定される、請求項６乃至９の何れかに記載のシステム。
【請求項１１】
前記推定生来画像データを生成するための数学モデルを生成するモデル化部を更に含み、前記画像推定部は、前記数学モデルに基づいて前記推定生来画像データを生成する、請求項１乃至９の何れかに記載のシステム。
【請求項１２】
造影剤を用いずに実行される第１の撮像手順中に得られるデータから生成される画像データを表す第１画像データを、造影剤を用いて実行される第２の撮像手順中に取得された画像データから生成するステップ、
を有する方法。
【請求項１３】
前記第１画像データ、及び造影剤を用いずに実行される第１の撮像手順中に得られるデータから生成される前記画像データは、共通の減衰を有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記造影剤はＫエッジ物質を含み、当該方法は更に、前記Ｋエッジ物質の実効的な減衰を決定するステップを含み、前記第１画像データを生成するステップは、少なくとも前記Ｋエッジ物質の前記実効的な減衰に基づいて、前記第１画像データを生成することを含む、請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記造影剤は、前記造影剤が存在しないときに存在するであろう物質を置換し、当該方法は更に、前記置換される物質の実効的な減衰を決定するステップを含み、前記第１画像データを生成するステップは、少なくとも前記置換される物質の前記実効的な減衰に基づいて、前記第１画像データを生成することを含む、請求項１２乃至１４の何れかに記載の方法。
【請求項１６】
被検体又は対象物の領域で、造影剤に基づくスペクトル撮像手順を実行するステップであり、該手順は、既知のＫエッジエネルギーを有する少なくとも１つの造影剤物質を含む造影剤を用いることを含む、ステップ；
前記スペクトル撮像手順により生成されたデータに基づいて画像データを生成するステップ；
前記画像データに対する補正係数を生成するステップであり、該補正係数は、前記スペクトル撮像手順中に前記造影剤によって置換された前記被検体又は対象物に生来の放射線吸収物質を考慮に入れたものである、ステップ；及び
前記画像データ及び前記補正係数に基づいて推定生来画像データを生成するステップ；
を有する方法。
【請求項１７】
前記推定生来画像データは、前記被検体又は対象物のスキャン領域内に前記造影剤が存在しない撮像手順により生成される画像データを表す、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記被検体又は対象物に生来の置換可能物質を置換しているＫエッジ物質の濃度と、前記置換可能物質の実効的な減衰とに基づいて、前記補正係数を生成すること、を更に含む請求項１６又は１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記Ｋエッジ物質の前記濃度をＫエッジ物質の実効的な減衰に基づいて決定するステップ、を更に含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記置換可能物質の前記実効的な減衰を推定するステップ、を更に含む請求項１８又は１９に記載の方法。
【請求項２１】
造影かん流スペクトル撮像手順を実行するステップであり、造影剤が少なくとも１つのＫエッジ物質を含む、ステップ；
前記造影かん流撮像手順中に捕捉されたデータに基づいて第１の画像データを生成するステップ；
非造影かん流撮像手順を実行するステップ；
前記非造影かん流撮像手順中に捕捉されたデータに基づいて第２の画像データを生成するステップ；及び
前記造影かん流スペクトル撮像手順中に捕捉されたデータと、前記Ｋエッジ物質の実効的な減衰とに基づいて、第３の画像データを生成するステップ；
を有する方法。
【請求項２２】
前記第２の画像データと前記第３の画像データは、相関のある減衰を有する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
被検体に生来の置換可能物質を置換している前記Ｋエッジ物質の濃度を、前記Ｋエッジ物質の前記実効的な減衰と、前記置換可能物質の実効的な減衰とに基づいて決定するステップ、を更に含む請求項２１又は２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記第２の画像データと前記第３の画像データとを比較するステップ、を更に含む請求項２１乃至２３の何れかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下は、概してスペクトル撮像に関し、特にコンピュータ断層撮影（ＣＴ）に適用される。しかしながら、以下は、その他の医療撮像及び非医療撮像にも適用され得る。
【背景技術】
【０００２】
従来のコンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナは、回転可能なガントリーに１つ以上の検出器と向かい合わせて搭載されたｘ線管を含んでいる。ｘ線管は、当該ｘ線管と上記１つ以上の検出器との間に位置する検査領域の周りを回転し、且つ、検査領域並びに該検査領域内に配置された被検体及び／又は対象物を横断する多色放射線を放射する。上記１つ以上の検出器は、検査領域を横断した放射線を検出し、検査領域並びにその中に配置された被検体及び／又は対象物を表す信号を生成する。再構成部が、該信号を再構成して、被検体及び／又は対象物の画像を生成するために使用可能なボリューム画像データを生成する。このような画像は画素群を含んでおり、画素群は典型的に、相対的な放射線濃度に対応するグレースケール値で表される。
【０００３】
このような画像のグレースケール値は、スキャンされる被検体及び／又は対象物の減衰／吸収特性を反映しており、一般に、例えば患者内の解剖学的構造、無生物内の物理構造、及びこれらに類するものなどの構造を示す。しかしながら、物質による光子の吸収は、物質を横断する光子のエネルギーに依存するため、検出される放射線もまた、被検体及び／又は対象物の組織及び／又は材料の、例えば元素若しくは物質組成（例えば、原子番号）を表す情報などの、追加情報を提供するスペクトル情報を含んでいる。残念ながら、従来のＣＴ投影データにおいては、１つ以上の検出器により出力される信号は、エネルギースペクトル全体で積分されたエネルギー流束量（エネルギーフルエンス）に比例するものであるため、スペクトル特性は反映されていない。
【０００４】
スペクトルＣＴスキャナは、検出された光子のエネルギーを指し示す電気信号を作り出すエネルギー分解検出器を含んでおり、上述のように、このようなスペクトル情報は元素組成を決定するために使用されることができる。一般的にＫエッジイメージングと呼ばれるスペクトルＣＴの一形態は、ｈｉｇｈ−Ｚ元素は特定のエネルギー（所与の元素のＫエッジエネルギー）以上で、Ｋエッジエネルギーの少し下で光子を減衰させることに対して、遙かに高い度合いで光子を減衰させる傾向にあるという事実を利用する。減衰におけるこの不連続性は検出されることが可能である。従って、診断エネルギー（およそ５０−１５０ｋｅＶ）の範囲内の既知のＫエッジエネルギーを有するＫエッジ物質を、被検体又は対象物に投与し、エネルギー分解収集によるデータを用いて、少なくとも２つの画像、すなわち、Ｋエッジ物質を示すＫエッジ画像と、一般的にＫエッジ物質を示さない従来からの減衰画像とを生成することができる。複数のＫエッジ物質が投与される場合には、各Ｋエッジ物質の画像を生成することが可能である。
【０００５】
残念ながら、Ｋエッジ物質を被検体又は対象物に投与して、Ｋエッジスペクトルスキャンからのデータを用いて生成される減衰画像は、Ｋエッジ物質を被検体又は対象物に投与せずに、従来のスキャンからのデータを用いて生成される減衰画像と同一にならない。その１つの理由は、被検体又は対象物に投与されたＫエッジ物質が、Ｋエッジ物質が存在している位置にさもなければ存在するはずの本来の放射線吸収物質を置換することである。例として、造影剤なしでの血管造影スキャンによるデータを用いて生成される減衰画像は、血管腔内の血液を示すことになる。対照的に、造影剤ありでの血管造影スキャンによるデータを用いて生成される減衰画像は、造影剤物質がさもなければ血管腔内にあるはずの血液の一部を置換し、血管腔内の造影剤及び血液の双方を示すことになる。
【０００６】
結果として、双方の画像に共通する解剖学的構造は、造影剤スキャンによる減衰画像において、造影剤なしでのスキャンによる減衰画像においてより明るく（低い減衰で）現れることになる。これは、密度を低下させる置換された血液分の吸収を欠くことに因るものである。残念ながら、画像内の低密度領域が低密度組織の存在（例えば、腫瘍の存在に因るもの）又は造影剤の存在の何れに因るものかは容易に明らかにできないため、これは、造影剤スキャンにより生成された減衰画像の誤った解釈を生じさせ得る。当然ながら、上述の現象は、血管腔内での血液置換に限られるものではない。一般的に、これは、投与物質が被検体由来の放射線吸収物質を置換する如何なる場合においても起こり得る。例えば、上述の現象は、組織間液、脳液、髄液、他の血管組織内の血液、及び１つ以上のその他の造影剤置換可能な体液に関する造影検査においても生じ得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の態様は、これらの問題及びその他の問題を解決するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一態様によれば、システムは、データ収集中のスキャン領域内にＫエッジ物質が存在するときに取得されたデータから、推定生来画像データを生成する画像推定部を含む。推定生来画像データは、前記データ収集中の前記スキャン領域内に前記Ｋエッジ物質が存在しないときに取得されるデータから生成される生来画像データを表す。
【０００９】
他の一態様によれば、方法は、造影剤を用いずに実行される非造影撮像手順中に得られるデータから生成される画像データを表す第１画像データを、造影剤を用いて実行される造影撮像手順中に取得された画像データから生成することを含む。
【００１０】
他の一態様によれば、方法は、被検体又は対象物の領域で造影剤に基づくスペクトル撮像手順を実行するステップであり、該手順は、既知のＫエッジエネルギーを有する少なくとも１つの造影剤物質を含む造影剤を用いることを含む、ステップと、スペクトル撮像手順により生成されたデータに基づいて画像データを生成するステップと、前記画像データに対する補正係数を生成するステップであり、該補正係数は、スペクトル撮像手順中に造影剤によって置換された被検体又は対象物に生来の放射線吸収物質を考慮に入れたものである、ステップと、前記画像データ及び補正係数に基づいて推定生来画像データを生成するステップとを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本発明は、様々な構成要素及びその配置、並びに様々なステップ及びその編成の形態を取り得る。図面は、単に好適実施形態を例示するためのものであり、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図１】一例に係る撮像システムを示す図である。
【図２】一例に係る画像推定部を示す図である。
【図３】置換可能物質及び非置換可能物質を示す、造影剤を用いない検査による画像の一例を示す図である。
【図４】置換可能物質、非置換可能物質及び造影剤を示す、造影剤を用いた検査による画像の一例を示す図である。
【図５】一例に係る方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本願において、“生来画像”なる用語は、スキャン中に被検体又は対象物のスキャン領域内に例えば造影剤などの被検体又は対象物に無縁の異物が存在しない手順、にて取得されたデータを用いて生成された減衰画像又は画像データを意味する。“異物画像”なる用語は、スキャン中に被検体又は対象物のスキャン領域内に異物が存在し、該異物が被検体又は対象物に由来の物質を追放あるいは置換した手順、にて取得されたデータを用いて生成された減衰画像又は画像データを意味する。“推定生来画像”なる用語は、スキャン中に被検体又は対象物のスキャン領域内に異物が存在し且つ該異物が生来物質を追放あるいは置換した手順にて取得されたデータからの、生来画像の見積もりを意味する。説明の便宜及び簡潔さのため、以下では、少なくとも１つのＫエッジ物質を含む造影剤及びヒト被検体に関して説明する。しかしながら、理解されるように、異物は、被検体又は対象物に投与されたときに、被検体又は対象物に生来の放射線吸収物質を追放あるいは置換する如何なる異物であってもよい。
【００１３】
図１を参照するに、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナ１００が示されている。ＣＴスキャナ１００は、静止ガントリー１０２と、静止ガントリー１０２によって回転可能に支持された回転ガントリー１０４とを含んでいる。回転ガントリー１０４は、検査領域１０６の周りを、長手方向軸すなわちｚ軸１０８を中心にして回転する。
【００１４】
例えばｘ線管などの放射線源１１０が、回転ガントリー１０４によって支持されて、回転ガントリー１０４とともに検査領域１０６の周りを回転し、多色放射線を放射する。コリメータ１１２が、放射された放射線をコリメートし、検査領域１０６を横断する概して扇状、ウェッジ状又は円錐状の放射線ビームを作り出す。
【００１５】
放射線感知検出器アレイ１１８が、１つ以上の行をなす検出素子群を含んでおり、該検出素子群が、検査領域１０６を横断した光子を検出し、検査領域１０６を表す信号又は投影データを生成する。
【００１６】
スキャンされる例えば患者などの対象物又は被検体に、例えば１つ以上の造影剤などの物質を注入するように、注射器１２０が構成されている。造影剤は、１つ以上のＫエッジ物質を含む単一の造影剤物質又は複数の造影剤物質を含み得る。一般に、投与された造影剤は、スキャンされる被検体又は対象物の領域内で、例えば体液などの生来物質を追放あるいは置換する。例えば、ヒト被検体の場合、造影剤は、実行される手順に応じて、血液、組織間液、脳脊髄液、髄液、及び／又は被検体内のその他の体液を置換し得る。造影剤は、代替的に、臨床医などによって手作業で投与されてもよい。
【００１７】
再構成部１２４が、上記信号を再構成して、それを表す容積（ボリューム）画像データを生成する。一例において、再構成部１２４はスペクトルアルゴリズムを用いる。そのようなアルゴリズムは、データを、例えば投与された造影剤内の１つ以上のＫエッジ物質に関する１つ以上のＫエッジ成分などの様々なスペクトル成分に分解することを含み得る。その他の好適な成分には、コンプトン効果成分及び光電効果成分が含まれる。再構成部１２４はまた、例えばフィルタ補正逆投影アルゴリズム又は反復再構成アルゴリズムといった従来からの再構成アルゴリズムを用いてもよい。
【００１８】
画像推定部１２８が、上記データを処理し、例えば造影剤のみの画像及び推定生来画像などの１つ以上の画像を生成する。更に詳細に後述するように、一例において、画像推定部１２８は、被検体又は対象物に生来のものであるが撮像手順中に造影剤物質によって置換された例えば体液などの物質の減衰を考慮に入れる。これは、置換する側の物質の濃度及び置換された物質の減衰に基づいて補正係数を生成することと、該補正係数を異物画像に適用して推定生来画像を生成することとを含み得る。一例において、推定生来画像は、異物画像よりも生来画像に似たものとなる。例えば、推定生来画像の減衰値は、異物画像の減衰値よりも生来画像の減衰値に似たものとなり得る。
【００１９】
スキャンのため、患者は例えばカウチなどの患者支持台１３０によって支持される。
【００２０】
汎用計算システム１３２がオペレータコンソールとして機能する。コンソール１３２に常駐するソフトウェアが、例えば、推定生来画像が生成されるＫエッジアルゴリズムを採用したスペクトル再構成プロトコルなどの撮像プロトコルを選択すること、生来画像を推定するために使用される情報を入力すること、及び／又はその他のことでスキャナ１００とやり取りすることなど、オペレータがシステム１００と相互作用することを可能にする。また、例えば造影剤のみの画像データ及び推定生来画像データなどの画像データを表示して比較するために、コンソール１３２及び／又はその他のディスプレーが用いられ得る。これらの画像は、異物画像データとは異なり、共通する、あるいは相関のある減衰を有する。
【００２１】
図２は、一例に係る画像推定部１２８を示している。図示した画像推定部１２８は、推定生来画像を生成するために使用されるモデルを提供するモデル化部２０２を含んでいる。このモデルは概して、スキャンされた関心領域をモデル化する。例えば、好適な一モデルは、スキャンされた関心領域を、被検体又は対象物内の例えば造影剤などの異物によって置換されていない生来物質と、被検体又は対象物内の造影剤によって置換された生来物質と、及び造影剤との関数としてモデル化し得る。このようなモデルは、数学方程式として、あるいはその他の方法で表現され得る。一例において、モデル化部２０２がモデルを生成する。この例において、モデルは、選択された撮像プロトコル、関心領域、及び／又は撮像手順に関するその他の情報に基づき得る。他の一例において、モデルは修正されることが可能である。
【００２２】
以下の例は、非限定的な、好適な１つのモデルを示している。解説の目的で、投与される造影剤は、撮像される被検体又は対象物の領域内の生来物質を置換する単一の造影剤物質を含んでいると仮定する。この例では、スキャンされる領域は、（１）造影剤によって置換されない、あるいは実質的に置換されない背景物質（Ｂ）；（２）造影剤によって置換される生来物質すなわち置換可能物質（Ｒ）；及び（３）置換する側の置換物質（Ｄ）；という３つの異なる要素を含むものとしてモデル化されている。他の実施形態において、モデルはその他の要素及び／又は更なる要素に基づいてもよい。例えば、２つ以上の置換物質が存在する、２つ以上の置換可能物質が置換される、背景物質が置換可能物質も含む、などであってもよい。
【００２３】
以上の下で、好適な一モデルは、
μＥｓｔｉｍａｔｅ＝μＦｏｒｅｉｇｎ＋ｃＤμＲ        （１）
なるモデルを含む。ただし、μＥｓｔｉｍａｔｅは推定生来画像の減衰を表し、μＦｏｒｅｉｇｎは異物画像の減衰を表し、ＣＤμＲは補正係数を表し、ＣＤは置換物質Ｄの濃度を表し、μＲは置換される物質Ｒの減衰を表す。
【００２４】
以下は、等式（１）の一導出例を提供する。背景物質、置換可能物質及び置換物質に関する対応する減衰係数は、それぞれ、μＢ、μＲ及びμＤと表され得る。スキャン領域内のこれらの物質の相対体積濃度は、それぞれ、（置換物質がない）生来画像においてｃＢ、１−ｃＢ、０、そして（置換物質がある）異物画像においてｃＢ、１−ｃＢ−ｃＤ、ｃＤと表され得る。
【００２５】
図３は、関心領域３００内の背景物質Ｂ及び置換可能物質Ｒを示し、図４は、関心領域３００内の背景物質Ｂ、置換可能物質Ｒ及び置換物質Ｄを示している。図４においては、図３に対して、置換物質Ｄが置換可能物質の一部を置換している。
【００２６】
生来画像は、実効的な減衰を、
μＮａｔｉｖｅ＝ｃＢμＢ＋（１−ｃＢ）μＲ        （２）
なる関数として示し得る。異物画像は、実効的な減衰を、
μＦｏｒｅｉｇｎ＝ｃＢμＢ＋（１−ｃＢ−ｃＤ）μＲ        （３）
なる関数として示し得る。
【００２７】
推定生来画像の実効的な減衰である等式（１）は、推定されるμＲを用いて、等式（２）及び（３）から得ることができる。
【００２８】
画像生成部２０４が、モデル化部２０２からのモデルに基づいて推定生来画像を生成する。この例において、画像生成部２０４は、異物画像の実効減衰μＦｏｒｅｉｇｎ及び補正係数ｃＤμＲという２つの成分を含む等式（１）に基づいて、推定生来画像を生成する。
【００２９】
異物画像の実効減衰μＦｏｒｅｉｇｎは、再構成部１２４、又は例えばコンソール１３２若しくはメモリ記憶装置などの別の場所から得ることができる。
【００３０】
補正係数決定部２０６が補正係数ｃＤμＲを決定する。
【００３１】
置換物質濃度決定部２０８が、置換されている置換可能物質Ｒの量に実質的に等しい置換物質Ｄの濃度ｃＤを決定する。一例において、置換物質Ｄの濃度ｃＤは、スペクトル分解によるＫエッジ成分に基づいて決定される。例えば、置換物質Ｄの濃度ｃＤは、
ｃＤ＝μＫ−ｅｄｇｅ／μＤ        （４）
なる関数として決定されることが可能である。ただし、μＫ−ｅｄｇｅは、Ｋエッジ物質の実効的な減衰、すなわち、スペクトル分解によるＫエッジ成分である。
【００３２】
置換可能物質減衰決定部２１０が、置換可能物質Ｒの推定される実効的な減衰μＲを決定する。置換可能物質Ｒの推定される実効的な減衰μＲを決定することには、様々な技術を用いることができる。例えば、一例において、実効的な減衰μＲは、置換可能な背景のみが存在すると仮定することによって決定される。この場合、ｃＢ＝０であり、μＲはμＦｏｒｅｉｇｎ／（１−ｃＤ）として推定されることができる。他の一例において、置換可能物質Ｒの実効的な減衰μＲは、測定されるか、あるいは、既知であって特定の場所（例えば、置換物質Ｄが存在しないと仮定することが可能な場所）において取得画像内で一定であると仮定されるかする。
【００３３】
置換物質濃度決定部２０８及び置換可能物質減衰決定部２１０からの情報を用いて、補正係数決定部２０６は、補正係数ｃＤμＲを決定し、その補正係数を画像生成部２０４に提供する。画像生成部２０４は、例えば等式（１）に基づいて、補正係数ｃＤμＲを異物画像μＦｏｒｅｉｇｎに適用し、推定生来画像を生成する。認識されるように、これはピクセル毎に基づいて、ボクセル毎に基づいて、あるいはその他の方法で実行され得る。
【００３４】
Ｋエッジ物質が複数である場合、相異なるＫエッジ物質のうちの１つ以上の各々に基づいて異なる推定生来画像を生成することができ、得られた異なる推定生来画像を結合して総合的な推定生来画像を生成することができる。
【００３５】
図５は、推定生来画像を生成する一手法を示している。解説の目的で、この方法を、造影剤に基づく撮像手順で被検体に投与される造影剤に関して説明する。また、ステップ群及びその順序は限定的なものではない。例えば、ステップ群のうちの１つ以上が異なる順序で行われてもよいし、１つ以上の更なるステップが含められ且つ／或いはステップ群のうちの１つ以上が省略されてもよい。
【００３６】
ステップ５０２にて、Ｋエッジ物質を有する造影剤又はその他の物質が被検体に投与される。診断撮像の場合、好適なＫエッジ物質は、診断撮像レンジ（およそ５０−１５０ｋｅＶ）のＫエッジエネルギーを有するＫエッジ物質を含む。ステップ５０４にて、スペクトルスキャンが実行される。ステップ５０６にて、スペクトル分解が実行され、少なくともＫエッジ成分が生成される。ステップ５０８にて、スキャンデータが再構成され、少なくとも異物画像データが生成される。例えば造影剤のみの画像などのその他の画像データ、及び／又は、例えばコンプトン効果成分、光電効果成分、及び／又は様々な成分の組み合わせなど、その他のスペクトル成分に基づく画像データも生成されることができる。
【００３７】
ステップ５１０にて、上述のように、例えば分解によるＫエッジ成分に基づいて、造影剤の濃度が決定される。ステップ５１２にて、置換可能物質の実効的な減衰が、推定され、測定され、あるいはその他の方法で決定される。ステップ５１４にて、推定生来画像データが生成される。これは、上述のように、例えば等式（１）により、あるいはその他の方法により、異物画像データ、造影剤の濃度、及び置換可能物質の実効的な減衰に基づいて達成され得る。
【００３８】
上述のように、再構成部１２４は、例えばＫエッジアルゴリズムなどのスペクトルアルゴリズムを採用することができる。以下は、１つのＫエッジ物質用のアルゴリズムの一例を示すものである。概して、放射線源１１０は、放射スペクトルＴ（Ｅ）を有する多色放射線を放射する。ｉ番目の検出器チャネルの検出信号は、ｄｉによって指し示され、
ｄｉ＝∫ｄＥＴ（Ｅ）Ｄｉ（Ｅ）ｅｘｐ（−（ρｐｈｏｔｏＰ（Ｅ）＋ρｃｏｍｐｔｏｎＣ（Ｅ）＋ρＫ−ｅｄｇｅ１Ｋ（Ｅ）））        （５）
によって記述され得る。ただし、Ｄｉ（Ｅ）はｉ番目の検出器チャネルのスペクトル感度であり、ρｐｈｏｔｏ、ρｃｏｍｐｔｏｎ及びρＫ−ｅｄｇｅは、それぞれ、物質の光電効果、コンプトン効果及びＫエッジ効果の密度長さ積であり、Ｐ（Ｅ）、Ｃ（Ｅ）及びＫ（Ｅ）は、それぞれ、光電効果、コンプトン効果及びＫエッジ効果のエネルギー依存吸収スペクトルを指し示す。造影剤物質がＮ個ある場合、等式（５）は、ρＫ−ｅｄｇｅ１Ｋ１（Ｅ）・・・ρＫ−ｅｄｇｅ（２＋Ｎ）ＫＮ＋２（Ｅ）なる項を含むことになる。
【００３９】
再構成部１２４への入力は、複数（例えば、３つ）のエネルギー瓶（bin）でエネルギー分解された検出信号をｄｉ含む。放射スペクトルＴ（Ｅ）及びスペクトル感度Ｄｉ（Ｅ）は一般的に既知である。吸収スペクトルＰ（Ｅ）、Ｃ（Ｅ）及びＫ（Ｅ）は既知である。エネルギー依存関数及び検出信号ｄｉは既知であり、少なくとも３つのエネルギー瓶ｂ１−ｂ３に対して少なくとも３つの検出信号ｄ１−ｄ３が利用可能であるので、３つの未知数を有する少なくとも３つの方程式からなる連立方程式が形成される。これは、既知の数学手法によって解くことができる。４つ以上のエネルギー瓶が利用可能である場合、測定の雑音統計を考慮に入れる最大尤度法又はその他の手法が用いられ得る。
【００４０】
得られる密度長さ積ρＫ−ｅｄｇｅは、Ｋエッジ物質の寄与であり、Ｋエッジ物質のＫ
エッジ画像を生成するために使用されることができる。この情報を用いることにより、等式（５）は見積もりを決定するために使用されることができ、推定画像、解剖学画像及び従来からのＣＴ画像が生成され得る。
【００４１】
他の一実施形態において、コンプトン効果画像及び光電効果画像のうちの１つ以上が、対応する密度長さ積ρｃｏｍｐｔｏｎ及びρｐｈｏｔｏに基づいて生成され得る。他の一実施形態において、コンプトン効果成分、光電効果成分、解剖学的成分、及び推定生来成分のうちの１つ以上に基づいて画像が生成されてもよい。
【００４２】
様々な実施形態を参照しながら本発明を説明した。以上の詳細な説明を読んだ者は改良及び改変に想到し得る。本発明は、添付の請求項の範囲又はその均等範囲に入る限りにおいて、そのような全ての改良及び改変を含むとして解釈されるものである。
【図１】
2011529765.tif 000003
【図２】
2011529765.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年2月7日(2011.2.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ収集中のスキャン領域内にＫエッジ物質が存在するときに取得されたデータから、推定生来画像データを生成する画像推定部であり、前記推定生来画像データは、前記データ収集中の前記スキャン領域内に前記Ｋエッジ物質が存在しないときに取得されるデータから生成される生来画像データを表す、画像推定部、
を有するシステム。
【請求項２】
前記画像推定部は、前記Ｋエッジ物質の実効的な減衰に基づいて前記推定生来画像データを生成する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記Ｋエッジ物質は、１つ以上の造影剤物質を含む造影剤である、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
異物画像データを生成する再構成部を更に有し、前記異物画像データは、前記データ収集中の前記スキャン領域内に前記Ｋエッジ物質が存在するときに取得される前記データから前記Ｋエッジ物質の減衰を除外して生成される画像データを表し、前記画像推定部は、前記異物画像データに基づいて前記推定生来画像データを生成する、請求項２又は３に記載のシステム。
【請求項５】
前記画像推定部は：
前記異物画像データに対する補正係数を生成する補正係数決定部；及び
前記異物画像データと前記補正係数とに基づいて前記推定生来画像データを生成する画像生成部；
を含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記画像生成部は、ピクセル毎又はボクセル毎に基づいて前記異物画像データに前記補正係数を適用して、前記推定生来画像データを生成する、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記補正係数は、被検体に由来の置換可能物質を置換する前記Ｋエッジ物質の濃度と、前記置換可能物質の実効的な減衰との関数である、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記置換可能物質は、血液、組織間液、脳脊髄液及び髄液のうちの１つ以上である、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記Ｋエッジ物質の前記濃度は、前記Ｋエッジ物質の実効的な減衰の関数である、請求項７又は８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記置換可能物質の前記減衰は測定あるいは推定される、請求項７乃至９の何れかに記載のシステム。
【請求項１１】
前記推定生来画像データを生成するための数学モデルを生成するモデル化部を更に含み、前記画像推定部は、前記数学モデルに基づいて前記推定生来画像データを生成する、請求項１乃至９の何れかに記載のシステム。
【請求項１２】
造影剤を用いずに実行される第１の撮像手順中に得られるデータから生成される画像データを表す第１画像データを、造影剤を用いて実行される第２の撮像手順中に取得された画像データから生成するステップ、
を有する方法。
【請求項１３】
前記第１画像データ、及び造影剤を用いずに実行される第１の撮像手順中に得られるデータから生成される前記画像データは、共通の減衰を有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記造影剤はＫエッジ物質を含み、当該方法は更に、前記Ｋエッジ物質の実効的な減衰を決定するステップを含み、前記第１画像データを生成するステップは、少なくとも前記Ｋエッジ物質の前記実効的な減衰に基づいて、前記第１画像データを生成することを含む、請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記造影剤は、前記造影剤が存在しないときに存在するであろう物質を置換し、当該方法は更に、前記置換される物質の実効的な減衰を決定するステップを含み、前記第１画像データを生成するステップは、少なくとも前記置換される物質の前記実効的な減衰に基づいて、前記第１画像データを生成することを含む、請求項１２乃至１４の何れかに記載の方法。
【国際調査報告】
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