(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理装置であって、
第１のスペクトル画像データを少なくとも第１の成分に分解する信号分解器であって、前記第１のスペクトル画像データは、標的を有する第１のＫエッジベース造影剤の標的が被験者中にあるとき、前記被験者に投与された標的を有する第１のＫエッジベース造影剤に対応する前記少なくとも第１の成分を含む信号分解器と、
前記第１の成分を再構成し、それにより前記標的を有する第１のＫエッジ造影剤の第１の画像を生成する第１のＫエッジ成分再構成器と、
前記第１の画像を評価して、前記標的を有する第１のＫエッジベース造影剤が前記第１の画像中にあるか判断し、前記標的を有する第１のＫエッジベース造影剤が前記第１の画像中にあるとの判断に応じて、前記標的を有する第１のＫエッジ造影剤が前記第１の画像中にあることを示す信号を発生する決定支援システムと、
第２の画像データを受信する手段であって、前記第２の画像データは、スペクトル画像データ又は非スペクトル画像データであり、前記被験者に投与された第２の造影剤に対応する第２の成分を含み、前記標的を有する第１のＫエッジ成分造影剤が前記第１の画像中にあることを示す信号の発生に応じて取得される、手段と
を有し、
１）前記信号分解器は、スペクトル画像データである第２の画像データを少なくとも前記第２の成分に分解し、前記処理装置は、前記第２の成分を再構成してそれにより前記第２の造影剤の第２の画像を生成する第２の再構成器をさらに有する、または
２）前記処理装置は、非スペクトル画像データである第２の画像データを再構成してそれにより前記第２の造影剤の第２の画像を生成し、前記第１のスペクトル画像データを再構成してそれにより前記第２の造影剤無しで参照画像を生成し、前記第２の画像と前記参照画像との間の差分に基づいてコントラスト画像を生成するコントラスト画像ジェネレータをさらに有する、
処理装置。
【請求項２】
前記第１と第２の画像に基づいて介入治療計画を生成する治療プランナをさらに有する、
請求項１に記載の処理装置。
【請求項３】
前記処理装置が、非スペクトル画像データである第２の画像データを再構成してそれにより前記第２の造影剤の第２の画像を生成し、前記第１のスペクトル画像データを再構成してそれにより前記第２の造影剤無しで参照画像を生成し、前記第２の画像と前記参照画像との間の差分に基づいてコントラスト画像を生成するコントラスト画像ジェネレータを有する場合において、
非スペクトルスキャンは、前記標的を有する第１のＫエッジ造影剤が前記第１の画像中にあることを示す信号の生成のみに応じて実行される、
請求項１に記載の処理装置。
【請求項４】
前記処理装置が、非スペクトル画像データである第２の画像データを再構成してそれにより前記第２の造影剤の第２の画像を生成し、前記第１のスペクトル画像データを再構成してそれにより前記第２の造影剤無しで参照画像を生成し、前記第２の画像と前記参照画像との間の差分に基づいてコントラスト画像を生成するコントラスト画像ジェネレータを有する場合において、
前記第１の画像と前記コントラスト画像とに基づいて介入治療計画を生成する治療プランナをさらに有する、
請求項１に記載の処理装置。
【請求項５】
信号分解器と第１のＫエッジ成分再構成器と決定支援システムと受信手段とを有する処理装置の作動方法であって、
信号分解器が、第１のスペクトル画像データを少なくとも第１の成分に分解するステップであって、前記第１のスペクトル画像データは、標的を有する第１のＫエッジベース造影剤の標的が被験者中にあるとき、前記被験者に投与された標的を有する第１のＫエッジベース造影剤に対応する前記少なくとも第１の成分を含むステップと、
第１のＫエッジ成分再構成器が、前記第１の成分を再構成し、それにより前記標的を有する第１のＫエッジ造影剤の第１の画像を生成するステップと、
決定支援システムが、前記第１の画像を評価して、前記標的を有する第１のＫエッジベース造影剤が前記第１の画像中にあるか判断し、前記標的を有する第１のＫエッジベース造影剤が前記第１の画像中にあるとの判断に応じて、前記標的を有する第１のＫエッジ造影剤が前記第１の画像中にあることを示す信号を発生するステップと、
受信手段が、第２の画像データを受信するステップであって、前記第２の画像データは、スペクトル画像データ又は非スペクトル画像データであり、前記被験者に投与された第２の造影剤に対応する第２の成分を含み、前記標的を有する第１のＫエッジ成分造影剤が前記第１の画像中にあることを示す信号の発生に応じて取得される、ステップと
を含み、
１）前記信号分解器が、スペクトル画像データである第２の画像データを少なくとも前記第２の成分に分解するステップと、第２の再構成器が、前記第２の成分を再構成してそれにより前記第２の造影剤の第２の画像を生成するステップをさらに含む、または
２）コントラスト画像生成器が、非スペクトル画像データである第２の画像データを再構成してそれにより前記第２の造影剤の第２の画像を生成し、前記第１のスペクトル画像データを再構成してそれにより前記第２の造影剤無しで参照画像を生成し、前記第２の画像と前記参照画像との間の差分に基づいてコントラスト画像を生成するステップをさらに含む、
作動方法。
【請求項６】
前記処理装置は治療プランナをさらに有し、
前記治療プランナが、前記第１と第２の画像に基づいて介入治療計画を生成するステップをさらに有する、
請求項５に記載の作動方法。
【請求項７】
コントラスト画像生成器が、非スペクトル画像データである第２の画像データを再構成してそれにより前記第２の造影剤の第２の画像を生成し、前記第１のスペクトル画像データを再構成してそれにより前記第２の造影剤無しで参照画像を生成し、前記第２の画像と前記参照画像との間の差分に基づいてコントラスト画像を生成するステップを含む場合において、
非スペクトルスキャンは、前記標的を有する第１のＫエッジ造影剤が前記第１の画像中にあることを示す信号の生成のみに応じて実行される、
請求項５に記載の作動方法。
【請求項８】
コントラスト画像生成器が、非スペクトル画像データである第２の画像データを再構成してそれにより前記第２の造影剤の第２の画像を生成し、前記第１のスペクトル画像データを再構成してそれにより前記第２の造影剤無しで参照画像を生成し、前記第２の画像と前記参照画像との間の差分に基づいてコントラスト画像を生成するステップを含む場合において、
前記処理装置は治療プランナをさらに有し、
治療プランナが、前記第１の画像と前記コントラスト画像とに基づいて介入治療計画を生成するステップをさらに有する、
請求項５に記載の作動方法。
【請求項９】
前記処理装置が、前記標的を有する第１のＫエッジベース造影剤が前記被験者中に無いとの判断に応じて、前記被験者を解放すべきことを示す解放信号を生成するステップを含む、
請求項５に記載の作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下の説明は、概して、スペクトル画像解析ベースの意思決定支援、治療計画及び／または治療介入誘導に関し、具体的にコンピュータ断層撮影（ＣＴ）への応用について説明しているが、他の画像化モダリティにも適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
胸痛のある人は緊急治療室（ＥＲ）に運ばれることが多い。一般的に、胸痛には多くの状態の症状があり、心臓に起因するものとしないものとがある。かかる人は心臓病の病歴が無いこともあり、胸痛の発端は分からないことがある。その人を診断する一般的なアプローチは、心筋梗塞（ＭＩまたは心臓発作）、肺塞栓、胸部大動脈解離などの胸痛の原因を排除すること（差分診断）である。ＥＲの標準的手順は、（筋肉のタンパク質である）トロポニンレベルをテストし、心電図（ＥＣＧ）検査を実行して心臓の電気的挙動を表す信号を取得するものである。
【０００３】
ＥＲ担当医は、診察とテストのためにその人を入院させるか、以降は外来患者として管理するようその人を退院させるか決めなければならない。急性冠症候群（ＡＣＳ）の人を間違って退院させると、死につながることがある。結果として、一般的に決定は入院の方向に振れ、その人を他の患者の病原体に露出させ、ヘルスケアコストがかかる結果となる。ＡＣＳで入院した患者は、一般的に、１２時間から２４時間にわたり、心電図電送、ＥＣＧ、反復的心臓トロポニン検査を受け、ネガティブであれば、非介入的心臓ストレステストを受ける。残念ながら、かかるテストは数時間にわたり行われるので、結論を出すには時間がかかり、その人にとっては不都合であり、一日入院することになってしまう。
【０００４】
従来のＣＴスキャナは、一般的に、Ｘ線管が回転可能ガントリーに取り付けられ、検査領域の反対側に検出器アレイがある。回転可能ガントリーとＸ線管は、システム制御下、検査領域の周りを回転可能である。回転可能ガントリー及びＸ線管は、検査領域に対して静止した角度位置にパーキングまたは保持可能でもある。Ｘ線管は放射線を放射し、それは検査領域を横切り、検出器アレイで検出される。検出器アレイは、検出に応じて、検出された放射線を示す信号を発生し、出力する。この信号は再構成されて、体積画像データとなる。
【０００５】
画像データは、相対的放射線濃度に対応したグレースケール値により表される。放射線濃度は、スキャンされた被験者の減衰特性を反映し、一般的に、スキャンされた被験者内の解剖学的構造などの構造を示す。物質による光子の吸収はその物質を通る光子のエネルギーに依存するので、検出される放射はスペクトル情報も含む。このスペクトル情報は被験者のスキャンされた物質の要素すなわち物質組成（例えば、原子番号）を示す追加情報を提供する。残念ながら、従来のＣＴデータは、検出器アレイにより出力される信号がエネルギースペクトルにわたり集積されたエネルギー流束量に比例しているので、スペクトル的特徴を反映していない。
【０００６】
スペクトルＣＴスキャナは上記のスペクトル的特徴を捕捉するものである。一般的に、スペクトルＣＴスキャナは、平均スペクトルが異なる放射線を放射する二以上のＸ線管、異なる放射電圧間でスイッチされる一Ｘ線管、及び／またはＸ線管及びエネルギー分解検出器（例えば、フォトンカウンティング、スペクトル感度が異なる少なくとも２つのフォトダイオードなど）及び弁別電子回路を含む。Ｋエッジ（Ｋ−ｅｄｇｅ）スペクトル画像は、Ｚが大きい元素は、あるエネルギー（その元素のＫエッジエネルギー）より上では、Ｋエッジエネルギーよりすぐ下の光子の減衰と比較して、光子をより大きく減衰する現象を利用するものである。この減衰作用における不連続性は、エネルギー分解検出器を用いて検出することができる。
【０００７】
特許文献１は、２０１１年４月２８日に出願され、発明の名称「ＳＰＥＣＴＲＡＬ  ＩＭＡＧＩＮＧ」であり、Ｋｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ  Ｐｈｉｌｉｐｓ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｎ．Ｖ．に譲渡されたものであり、その全体をここに参照援用する。特許文献１は、スペクトルＣＴ及びＫエッジ画像解析を用いて、スキャン前２次元投影画像及び／または体積画像データを介して壊れやすいプラークを評価して、ＥＲ内のＡＣＳを有する患者を他の胸痛原因と区別し、患者を退院させるか、介入手順のためその患者を入院させるかのスクリーニングをするアプローチを説明している。介入手順の際、介入手順を誘導するのに蛍光透視法が利用されているが、これは患者（ｐｅｒｓｏｎ）をさらに多くの放射線にさらすものであり、発ガンのリスクが増大する。このように、介入手順前画像データを利用してその介入手順を可能とし、及び／または患者が受ける放射線量を減らすという必要性がいまだに解決されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許仮出願第６１／４７９，８６６
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
ここに説明する態様は、上記の問題等を解決する。
【００１０】
一態様では、一方法は、標的を有する第１のＫエッジベース造影剤の標的が被験者内にあるとき、被験者に投与された標的を有する第１のＫエッジベース造影剤に対応する少なくとも第１の成分を含む第１のスペクトル画像データを取得するステップと、前記第１のスペクトル画像データを少なくとも前記第１の成分に分解するステップと、前記第１の成分を再構成して、それにより前記標的を有する第１のＫエッジ造影剤の第１の画像を生成するステップと、前記標的を有する第１のＫエッジ造影剤が前記第１の画像中にあるか判断するステップと、前記標的を有する第１のＫエッジ造影剤が前記第１の画像中にあるとの判断に応じて、前記標的を有する第１のＫエッジ造影剤が前記第１の画像にあることを示す信号を生成するステップとを有する。
【００１１】
他の一態様では、一処理装置は、第１のスペクトル画像データを少なくとも第１の成分に分解する信号分解器であって、前記第１のスペクトル画像データは、前記標的を有する第１のＫエッジベース造影剤が前記被験者中にあるとき、前記被験者に投与された標的を有する第１のＫエッジベース造影剤に対応する前記少なくとも第１の成分を含む、信号分解器を含む。前記処理装置は、さらに、前記第１の成分を再構成し、それにより前記標的を有する第１のＫエッジ造影合いの第１の画像を生成する第１のＫエッジ成分再構成器を含む。前記処理装置は、さらに、前記第１の画像を評価して、前記標的を有する第１のＫエッジ造影剤が前記第１の画像中にあるか判断し、前記標的を有する第１のＫエッジ造影剤が前記第１の画像中にあるとの判断に応じて、前記標的を有する第１のＫエッジ造影剤が前記第１の画像中にあることを示す信号を発生する決定サポートシステムを含む。
【００１２】
他の一態様では、一方法は、シングルスキャンが、血管プラークと親和性を有する標的を有する第１のＫエッジ造影剤と、第２の血液プールＫエッジ造影剤とを含む被験者に投与された少なくとも２つの異なるＫエッジ造影剤を画像化する被験者のスペクトルスキャンを実行して、スペクトル画像データを生成するステップと、前記スペクトル画像データを、前記第１の標的を有する第１のＫエッジ造影剤に対応する第１の成分と、第２の血液プールＫエッジ造影剤に対応する第２の成分とを含む少なくとも２つの成分に分解するステップと、前記第１の成分と、前記第２の成分に基づく血管画像とに基づいて前記血管プラークの第１のスペクトル画像を生成するステップと、前記第１の画像と前記血管画像とに少なくとも基づいて介入手順計画を生成するステップとを有する。
【００１３】
本発明は、様々なコンポーネントとその構成、及び様々なステップとその構成の形を取る。図面は好ましい実施形態を例示することのみを目的とし、本発明を限定するものと解してはならない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】介入手順を容易にするデータを生成する画像データ処理装置と関連してスペクトル画像装置を示す図である。
【図２】シングルスキャンを用いて、目標とするＫエッジ造影剤と血液プールＫエッジ造影剤に対応する成分を含む画像データを捕捉する介入手順を容易にする方法の一例を示す図である。
【図３】異なる２つのスキャンを用いて、目標とするＫエッジ造影剤と血液プールＫエッジ造影剤の画像データを捕捉する介入手順を容易にする方法の一例を示す図である。
【図４】異なる２つのスキャンを用いて、目標となるＫエッジ造影剤と従来の（非スペクトル）血液プール造影剤の画像データを捕捉する一例としての方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、血管内のプラークを目標とした目標第１Ｋエッジ造影剤を用いて、プラーク（またはプラーク画像）に対応する第１のＫエッジ画像を生成するスペクトル画像アプローチを説明する。第１のＫエッジ画像を用いて、血管内にプラークがあるか、もしあれば、そのプラークを扱う介入手順を実行すべきかの決定を容易にする。介入手順を実行すべきであると判断された場合、プラーク画像と血液プール画像との両方を用いて介入手順を計画し、介入手順計画と画像の一方または両方とを用いて介入手順を実行し、誘導する。
【００１６】
以下、より詳しく説明するように、一例では、シングルスキャンで得られる画像データは、第１の造影剤と（血液プール画像を生成するのに用いられる）第２の血液プール造影剤に対応する成分を含む。これらは両方ともＫエッジベース造影剤である。これにより、スキャンを２回に分けて行うのと比べて、放射線量とスキャン時間とを減らすことができる。また、以下、より詳しく説明するように、他の一例では、別途の複数のスキャンを実行し、プラークが見つかり、介入が命じられた場合にのみ、第２の血液プール造影剤が処方される。これにより、プラークが見つからなければ、造影剤の利用を抑えることができる。この場合、第２の血液プール造影剤はＫエッジベース造影剤であっても、従来の（非スペクトル）ベース造影剤であってもよい。
【００１７】
図１に戻り、システム１０１は、画像装置１００と、画像装置１００及び／またはその他の画像装置により生成された信号を処理する画像データ処理装置１０３とを含む。他の一実施形態では、画像データ処理装置１０３の少なくとも一コンポーネントが画像装置１００の一部であってもよい。
【００１８】
図示した画像装置１００は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナを含む。画像装置１００は、概して静止したガントリー１０２と、回転ガントリー１０４とを含む。回転ガントリー１０４は、静止ガントリー１０２により回転可能に支持されている。回転ガントリー１０４は、縦軸またはｚ軸に対して検査領域１０６の周りを回転する。診察用椅子などの被験者支持台１０８が、検査領域１０６内の人間または動物の被験者または被験体を支持する。被験者支持台１０８は、スキャンの前、中、および／または後に、被験者または被験体を検査領域１０６に対して誘導するように、スキャンに合わせて移動可能である。
【００１９】
放射線源１１０は、Ｘ線管などであるが、回転ガントリー１０４により支持され、多エネルギー／多色放射線を放射する。この放射線は検査領域１０６を横切る。  放射線感知検出器アレイ１１２は、検査領域１０６にわたり放射線源１１０に対向する位置にあり、検査領域１０６を横切る放射線を検出する。例示の放射線感知検出器アレイ１１２は、直接変換検出器及び／またはシンチレータ／フォトダイオードベースのマルチスペクトル検出器などのエネルギー分解検出器を含む。放射線感知検出器アレイ１１２は、ｚ軸に沿って一以上の列（ｒｏｗ）をなす検出器を含む。放射線感知検出器アレイ１１２は、検出した放射線を示す信号を発生し、出力する。
【００２０】
信号分解器１１４はその信号をエネルギー依存成分に分解する。例えば、信号は、コンプトン成分、光電成分、投与された一以上の造影剤の一以上のＫエッジ物質を表す一以上のＫエッジ成分に分解され得る。一例では、第１のＫエッジ造影剤は、血管プラークと親和性を有する目標造影剤（ｔａｒｇｅｔｅｄ  ｃｏｎｔｒａｓｔ  ａｇｅｎｔ）であり、一方第２のＫエッジ造影剤は、血液プール造影剤である。シングルスキャンのときに造影剤を投与しば場合、Ｋエッジエネルギーは好適な量（例えば、５ｋｅＶ以上）だけ分離され、例えば、循環系を循環していて、第２のＫエッジ造影剤と間違われる第１のＫエッジ造影剤を緩和する。
【００２１】
好適な信号分解アルゴリズムにはｍａｘｉｍｕｍ  ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ信号分解アルゴリズムその他の信号分解アルゴリズムがある。好適な信号分解アプローチの例は、２００７年１２月１４日に出願されＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ  Ｐｈｉｌｉｐｓ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｎ．Ｖ．に譲渡された国際出願第ＰＣＴ／ＩＢ２００７／０５５１０５号（出願公開第ＷＯ２００８／０７８２３１Ａ１号）に記載されている。この文献は個々にその全体を参照援用する。好適な信号分解アプローチの他の一例は、Ｅ．  Ｒｏｅｓｓｌ、Ｒ．  Ｐｒｏｋｓａ著「Ｋ−ｅｄｇｅ  ｉｍａｇｉｎｇ  ｉｎ  ｘ−ｒａｙ  ｃｏｍｐｕｔｅｄ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ  ｕｓｉｎｇ  ｍｕｌｔｉ−ｂｉｎ  ｐｈｏｔｏｎ  ｃｏｕｎｔｉｎｇ  ｄｅｔｅｃｔｏｒｓ」（２００７  Ｐｈｙｓ．  Ｍｅｄ．  Ｂｉｏｌ．  ５２  ４６７９−４６９６）に記載されている。ここでは他の信号分解アプローチも考えられる。
【００２２】
画像生成器１１６は、信号及び／または分解された一以上の成分を処理して、それを示す一以上の画像を生成する。図示した実施形態では、画像生成器１１６は、第１のＫエッジエネルギーに対応する分解成分を処理して第１の画像を生成する第１のＫエッジ成分再構成器１１８と、異なる第２のＫエッジエネルギーに対応する分解成分を処理して第２の画像を生成する第２のＫエッジ成分再構成器１２０とを含む。２つの別々の再構成器として示したが、再構成器１１８、１２０は同一の再構成器であってもよい。
【００２３】
決定支援システム（ＤＣＳ）１２４が、画像生成器１１６により生成された画像を評価して、評価結果を示す信号を生成する。例として、第１Ｋエッジ造影剤が血管プラーク（ｖｅｓｓｅｌ  ｐｌａｑｕｅ）を標的とする場合、ＤＣＳ１２４は第１の画像を評価し、画像が血管プラークを表す値を有するボクセルを含むか判断する。ボクセルが血管プラークの存在を示す場合、ＤＣＳ１２４は、血管プラークの存在、造影剤の量から血管プラークの量、血管プラークの場所、推奨される行動指針などを示す信号を発生することができる。
【００２４】
推奨される行動指針の一例としては、被験者をスキャンするため、例えば、血管プラークを標的にしたＫエッジ造影剤のみを投与し、血液プール造影剤は投与されない血管造影図の取得がある。この場合、血液プールＫエッジ造影剤を用いる第２のスキャンが画像装置１００で実行できる。推奨される行動指針の他の一例は、介入手順計画を生成して、それに基づき介入手順を実行することである。具体的に推奨される行動指針は、所定規則その他に基づくものであってもよい。
【００２５】
治療プランナ１２６は、自動的及び／またはユーザインタラクションによりマニュアル的に、介入治療計画を生成することを可能にする。例示の実施形態では、治療プランナ１２６は、血管プラーク画像、血液プール画像その他のデータに基づいて、ＤＣＳ１２４が介入計画の生成を推奨するのに応じて、及び／または治療プランナ１２６を利用するユーザを示す入力に応じて、これを行う。治療プランナ１２６は、治療プランを視覚的に提示し、その治療プランを他のコンピューティングシステムに、例えば介入を実行する介入室（ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌ  ｓｕｉｔｅ）に配置されたコンピューティングシステムに送ることができる。
【００２６】
画像ジェネレータ１１６、ＤＣＳ１２４、及び／または治療プランナ１２６は、ズーム、パン、セグメントなどの既知の及び／またはその他の画像処理ツールをサポートし、ディスプレイ１２２を介して、個別画像、結合画像を表示したり、画像を操作したりできる。例えば、ディスプレイ１２２は、一以上の構造画像、一以上のコントラスト画像、（例えば、数値的に、及び／またはカラーコーディング、ハイライトなどにより）数量化された造影剤レベル、推奨される行動指針、介入治療計画などを視覚的に表示できる。かかるデータはデフォルト設定、ユーザ嗜好などに基づいて表示できる。データはＰＡＣＳ、ＲＩＳ、ＨＩＳ及び／またはその他の記憶システムに送ることもできる。
【００２７】
汎用コンピュータがオペレータコンソール１２８として機能する。コンソール１２８は、モニターやディスプレイなどの人間が読み取れる出力装置と、キーボードやマウスなどの入力装置とを含む。コンソール１２８上で動くソフトウェアにより、オペレータは、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）またはその他の方法で、スキャナ１００とインターラクトできる。このインターラクション（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）には、血管プラーク、血液プールその他のＫエッジ画像化または非Ｋエッジスキャンプロトコルなどスキャンプロトコルの選択、スキャンの開始などを含む。
【００２８】
インジェクタ１３０は、Ｋエッジ血管プラーク標的造影剤、Ｋエッジ血管血液プール造影剤、従来の（非スペクトル）造影剤その他の造影剤を注入するように構成されている。例示のインジェクタ１３０は、コンソール１２８により制御されている。コンソール１２８は、インジェクタ１３０をトリガーまたは呼び出し、スキャンの起動と調整して造影剤を投与して、関心組織によるピークの造影剤の摂取と強調が１回の呼吸サイクル中にスキャンされるようにする。追加的にまたは代替的に、造影剤は、臨床医師などによりマニュアルで投与することもできる。造影剤がマニュアルで投与される場合、インジェクタ１３０は省略できる。
【００２９】
好適な（例えば、特定組織を）標的とした造影剤は、特有のナノパーティクルと既知のＫエッジエネルギーを有するＫエッジ物質とを含む。ナノパーティクルは、特定の標的（例えば、血管プラークのフィブロネクチン）への親和性を持つ。かかるナノパーティクルは、Ｋエッジ値が診断Ｘ線エネルギー帯域幅（例えば、２０−１４０ｋｅＶ）内にあるビスマス、金、ガドリニウムその他の元素に基づくものであり得る。好適な造影剤を用いたスペクトルＣＴのアプリケーション例は、Ｐａｎ，  ｅｔ  ａｌ．著「Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ  ｉｎ  Ｃｏｌｏｒ：  Ｎａｎｏ  Ｋ−Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｓｐｅｃｔｒａｌ  ＣＴ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｉｍａｇｉｎｇ」（２０１０  Ａｎｇｅｗ．  Ｃｈｅｍ．  Ｉｎｔ．  Ｅｄ．  ４９，  ９６３５−９６３９）に説明されている。
【００３０】
次に変形例を説明する。
【００３１】
一変形例では、血管プラーク画像と血液プール画像のうち一方または両方は、異なる画像装置を用いて生成できる。例えば、血液プールスキャンは、他のスペクトルＣＴスキャナなどで実行され得る。
【００３２】
他の一変形例では、血液プール画像は、例えば、参照画像（非コントラスト画像）と、従来の（非スペクトル）画像装置で取得した画像との間の差分画像を決定することにより、従来の減算血管造影アルゴリズム（または代替的に閾値法）を用いて求め、それによりコントラスト画像を生成することができる。参照画像は、血管プラーク画像その他の、血管プール造影をしないで求めた任意の画像であり得る。この変形例では、画像ジェネレータ１１６は、減算を行いコントラスト画像を生成する任意的な画像減算コンポーネント１１９（図１）を含む。
【００３３】
他の一変形例では、画像装置１００は、ｘ−ｙ平面内で互いに異なる角度位置に配置された二以上の放射線源１０２を含み、放射線源１０２のうち少なくとも２つはエネルギースペクトルが異なる放射線を放射する。二以上の放射線源１０２のうち少なくとも２つは、同じスキャン中に同時にまたは個別に利用することができ、同じまたは異なる平均放射スペクトルを放射するように構成されている。
【００３４】
他の一変形例では、放射線源１０２は、二以上の放射電圧間を、例えば１０ｋＶｐから１６０ｋＶｐまでの範囲で少なくとも２つの異なる放射電圧間をスイッチするように構成されている。放射線源コントローラ等が、一スキャンの複数の積分期間の間で、一積分期間内に、または別の方法で、スキャンごとに放射線源電圧をスイッチできる。結果として、異なる平均放射エネルギースペクトルを有する放射線ビームを発生して、対象物または被験者のスキャンに用いることができる。
図２、３、及び４は、画像データを用いて、介入手順を実行すべきか判断し、介入手順を計画し、及び／または介入手順を誘導することを可能にする方法を示す。
【００３５】
言うまでもなく、以下のステップの順序は例示を目的としたものであり、限定を目的としたものではない。このように、ここでは他の順序も想定できる。また、一以上のステップを削除したり、他の一以上のステップを含めたりしてもよい。
【００３６】
図２は、シングルスキャンを用いて、標的Ｋエッジ造影剤と血液プールＫエッジ造影剤とに対応する成分を含む画像データを取得する方法の一例を示す図である。
【００３７】
ステップ２０２において、第１のＫエッジ造影剤を被験者に投与する。ここに説明するように、第１のＫエッジ造影剤は、第１のＫエッジエネルギーを有するＫエッジ物質を含み、血管内のプラークなどの構造を標的とした、標的造影剤である。
【００３８】
ステップ２０４において、第２のＫエッジ造影剤を被験者に投与する。ここに説明するように、第２のＫエッジ造影剤は、第１のＫエッジエネルギーとは異なる第２のＫエッジエネルギーを有するＫエッジ物質を含む血液プールであってもよい。
【００３９】
ステップ２０２と２０４は、順次（２０２の後に２０４、または２０４の後に２０２）または同時に実行できる。
【００４０】
ステップ２０６において、スペクトル画像装置を用いて被験者がスキャンされ、スペクトル画像データが得られる。
【００４１】
ステップ２０８において、画像データは少なくとも２つの成分にスペクトル的に分解される。第１の成分は第１のＫエッジエネルギーに対応し、第２の成分は第２のＫエッジエネルギーに対応する。
【００４２】
ステップ２１０において、第１の画像は第１の成分に基づいて生成され、第２の画像は第２の成分に基づいて生成される。
【００４３】
ステップ２１２において、第１の画像を、標的造影剤があり、すなわち関心構造があるか評価される。
【００４４】
ステップ２１４において、標的造影剤がなければ、ステップ２１６において、被験者は解放される。
【００４５】
ステップ２１４において、標的造影剤があれば、ステップ２１８において、第１と第２の画像を用いて被験者の介入治療計画を作成する。
【００４６】
ステップ２２０において、少なくとも第２の画像をガイドとして用いて、介入治療計画に基づいて、介入手順が実行される。
【００４７】
非限定的アプリケーションには、血管中で破裂したプラークを識別し、その破裂したプラークの治療のために心臓カテーテルを計画及び誘導することを含む。この例では、第１のＫエッジ物質は破裂したプラークを識別するためのものであり、第２のＫエッジ物質は血管画像を生成するためのものである。これにより血管アナトミーに関する情報が提供される。一般的に、この方法は、デュアルＫエッジ画像アプローチであり、シングルスキャンで破裂プラーク画像と血管画像との両方を生成する画像データを取得する。
【００４８】
２つの別々の、同時に投与されたＫエッジ造影剤を用いるシングルスキャンにより、各Ｋエッジ造影剤に対して１回ずつ、２回の別々のスキャンをするのと比較して、放射線量とスキャン時間を低減できる。介入手順の実行中に蛍光を用いる従来のアプローチではなく、得られた画像（壊れやすいプラーク画像及び／または血管画像）を用いてカテーテルの誘導をすることにより、放射線量をさらに低減できる。
【００４９】
図３を参照して、異なる２つのスキャンを用いて、標的Ｋエッジ造影剤と血液プールＫエッジ造影剤の画像データを取得する方法の一例を示す。
【００５０】
ステップ３０２において、第１のＫエッジ造影剤を患者に投与する。ここに説明するように、第１のＫエッジ造影剤は、第１のＫエッジエネルギーを有するＫエッジ物質を含み、血管プラークなどの関心構造を標的とした標的造影剤である。
【００５１】
ステップ３０４において、スペクトル画像装置を用いて患者がスキャンされ、スペクトル画像データが得られる。
【００５２】
ステップ３０６において、スペクトル画像データは第１のＫエッジエネルギーに対応する少なくとも第１の成分にスペクトル的に分解される。
【００５３】
ステップ３０８において、第１の画像は第１の成分に基づき生成される。
【００５４】
ステップ３１０において、第１の画像を、標的造影剤があり、すなわち関心構造があるか評価される。
【００５５】
ステップ３１２において、標的造影剤がなければ、ステップ３１４において、被験者は解放される。
【００５６】
ステップ３１２において、標的造影剤がある場合、ステップ３１６において、第２のＫエッジ造影剤を被験者に投与する。ここで説明するように、第２のＫエッジ造影剤は、第２のＫエッジエネルギーを有する第２のＫエッジ物質を含む血液プール造影剤である。
【００５７】
ステップ３１８において、同じまたは異なるスペクトル画像装置を用いて患者がスキャンされ、第２のスペクトル画像データを生成する。これは第２のＫエッジエネルギーに対応する少なくとも第２の成分にスペクトル的に分解し、第２の画像はそれに基づき生成される。
【００５８】
ステップ３２０において、第１と第２の画像を用いて、患者の介入治療計画を作成する。
【００５９】
ステップ３２２において、少なくとも第２の画像をガイドとして用いて、介入治療計画に基づいて、介入手順が実行される。
【００６０】
再び、非限定的アプリケーションには、血管中で破裂したプラークを識別し、そのプラークの治療のためにカテーテルを計画及び誘導することを含む。同様に、第１のＫエッジ物質は破裂したプラークを識別するためのものであり、第２のＫエッジ物質は血管画像を生成するためのものである。この例では、別々のスキャンに対してＫエッジ造影剤が投与される。第１のＫエッジ造影剤を用いて破裂したプラークを識別する。
【００６１】
破裂したプラークが識別されカテーテル法が指示された場合のみ、Ｋエッジ血液プール造影剤が投与され、第２のスペクトルＣＴスキャンが実行され、血管画像を生成する。このアプローチにより、破裂しやすいプラークが識別され、カテーテル法が指示されなければ、Ｋエッジ血液プール造影剤の投与が回避され、２回目のスキャンによる追加的投与量をトレードオフとして、カテーテル法が指示されない限り、造影剤の投与量（ｅｘｐｏｓｕｒｅ）が低減される。
【００６２】
次に、図４において、異なる２つのスキャンを用いて、目標となるＫエッジ造影剤と従来の（非スペクトル）血液プール造影剤の画像データを捕捉する一例としての方法を示す。
【００６３】
ステップ４０２において、第１のＫエッジ造影剤を患者に投与する。ここに説明するように、第１のＫエッジ造影剤は、第１のＫエッジエネルギーを有するＫエッジ物質を含み、血管プラークなどの関心構造を標的とした標的造影剤である。
【００６４】
ステップ４０４において、スペクトル画像装置を用いて患者がスキャンされ、スペクトル画像データが得られる。
【００６５】
ステップ４０６において、スペクトル画像データは第１のＫエッジエネルギーに対応する少なくとも第１の成分にスペクトル的に分解される。
【００６６】
ステップ４０８において、第１の画像は第１の成分に基づき生成される。
【００６７】
ステップ４１０において、第１の画像を、標的造影剤があり、すなわち関心構造があるか評価される。
【００６８】
ステップ４１２において、標的造影剤がなければ、ステップ４１４において、被験者は解放される。
【００６９】
ステップ４１２において、標的造影剤があれば、ステップ４１６において、スペクトル画像データに基づき参照画像を生成する。この画像は、スペクトル画像データは第２の血液プール造影剤の投与無しに取得されるので、第２の造影剤の存在を検出する参照画像である。
【００７０】
ステップ４１８において、第２の造影剤を被験者に投与する。ここに説明するように、第２の造影剤は血液プール造影剤である。
【００７１】
ステップ４２０において、非スペクトル画像装置を用いて患者がスキャンされ、第２の画像データを生成し、第２の画像データに基づき第２の画像を生成する。
【００７２】
ステップ４２２において、参照画像と第２の画像との差分に基づいてコントラスト画像が生成される。
【００７３】
ステップ４２４において、第１の画像とコントラスト画像とを用いて、患者の介入治療計画を作成する。
【００７４】
ステップ４２６において、少なくともコントラスト画像をガイドとして用いて、介入治療計画に基づいて、介入手順が実行される。
【００７５】
再び、非限定的アプリケーションには、血管中で破裂しやすいプラークを識別し、その破裂しやすいプラークの治療のためにカテーテルを計画及び誘導することを含む。同様に、第１のＫエッジ物質は破裂しやすいプラークを識別するためのものであり、第２のＫエッジ物質は血管画像を生成するためのものである。図３と同様に、別々のスキャンに対してＫエッジ造影剤が投与される。第１のＫエッジ造影剤を用いて破裂しやすいプラークを識別する。
【００７６】
破裂しやすいプラークが識別されカテーテル法が指示された場合のみ、非スペクトル血液プール造影剤が投与され、第２のＣＴスキャンが実行され、血管画像を生成する。このアプローチにより、破裂しやすいプラークが識別され、カテーテル法が指示されなければ、非スペクトル血液プール造影剤の投与が回避され、２回目のスキャンによる追加的投与量と、患者をスペクトルスキャナから非スペクトルスキャナに移動させることをトレードオフとして、カテーテル法が指示されない限り、造影剤の投与量（ｅｘｐｏｓｕｒｅ）が低減される。
【００７７】
上記の実施形態は、物理的メモリなどのコンピュータ読み取り可能記憶媒体上にエンコードまたは組み込まれた一以上のコンピュータ読み取り可能命令であって、前記一以上のプロセッサに様々なステップや機能を実行させる命令を実行する一以上のプロセッサにより実施できる。追加的にまたは代替的に、一以上のプロセッサは、信号または搬送波などの一時的媒体により担われる命令を実行できる。
【００７８】
本発明を様々な実施形態を参照して説明した。この説明を読めば、修正案や代替案に想到するかも知れない。本発明は、添付した請求項とその均等の範囲内に入るこのような修正及び変更はすべて含むものと解釈しなければならない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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