(57)【要約】内臓における変化を定量化する方法は、第１及び第２の時点で内臓の第１（３１０）及び第２（４１０）の医療スキャンを取得することを有する。第１医療スキャンにおける内臓の少なくとも一部は、画像コンテンツに基づいて、１つ以上のサブ領域の第１の組（４２０）に分割され、各サブ領域は複数のボクセルを有する。第１医療スキャン（３１０）は、第１医療スキャンを分割する前に、又はその後で、第２医療スキャン（４１０）にアライメントされる。次いで、第２医療スキャンは、１つ以上のサブ領域の第２の組に分割される。第１医療スキャン（３１０）内のサブ領域について、及び第２医療スキャン（４１０）内の対応するサブ領域について、メトリックが評価される。メトリック値の差は、第１及び第２時点の間で、サブ領域で起こった変化の指標をもたらす。
2021500107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の内臓における変化を定量化する方法であって、
第１データセットの部分であり、第１のボクセルの組を含み、内臓の第１画像を有する第１医療スキャンを第１時点で取得することと、
第２データセットの部分であり、第２のボクセルの組を含み、前記内臓の第２画像を有する第２医療スキャンを、前記第１時点の前又は後であってよい第２時点で取得することと、
画像コンテンツに基づいて前記内臓の前記第１画像の少なくとも部分を第１のサブ領域の組に分割することであり、該第１のサブ領域の組の中の各サブ領域は、前記第１のボクセルの組の中の複数のボクセルを有する領域表現によって定義され、前記第１のサブ領域の組の中の他のサブ領域と重なり合わない、前記内臓の前記第１画像を分割することと、
前記内臓の前記第１画像を分割することの前又は後で、前記第１医療スキャン及び前記第２医療スキャンをアライメントすることと、
前記第１のサブ領域の組に基づいて前記内臓の前記第２画像の少なくとも部分を第２のサブ領域の組に分割することであり、該第２のサブ領域の組の中の各サブ領域は、前記第２のボクセルの組の中の複数のボクセルを有する領域表現によって定義され、前記第２のサブ領域の組の中の他のサブ領域と重なり合わない、前記内臓の前記第２画像を分割することと、
前記内臓の前記第１画像内のサブ領域についてメトリックを評価して該メトリックの第１値を供給し、前記内臓の前記第２画像内の対応するサブ領域について前記メトリックを評価して該メトリックの第２値を供給することと、
前記メトリックの前記第１値と前記メトリックの前記第２値との間の差を評価し、それによって、前記第１時点と前記第２時点との間に当該サブ領域で起こった変化の指標を供給することと
を有する方法。
【請求項２】
被験者の内臓における変化を定量化する方法であって、
第１データセットの部分であり、第１のボクセルの組を含み、内臓の第１画像を有する第１医療スキャンを第１時点で取得することと、
第２データセットの部分であり、第２のボクセルの組を含み、前記内臓の第２画像を有する第２医療スキャンを第２時点で取得することと、
前記第１医療スキャン及び前記第２医療スキャンをアライメントし、次いで、前記内臓の前記第１画像及び前記内臓の前記第２画像をまとめて、前記内臓の前記第１画像及び前記内臓の前記第２画像の少なくとも部分の画像コンテンツに基づいて分割することであり、前記内臓の前記第１画像を分割することは、第１のサブ領域の組をもたらし、該第１のサブ領域の組の中の各サブ領域は、複数のボクセルを有する第１領域表現によって定義され、前記第１のサブ領域の組の中の他のサブ領域と重なり合わず、前記内臓の前記第２画像を分割することは、第２のサブ領域の組をもたらし、該第２のサブ領域の組の中の各サブ領域は、複数のボクセルを有する第２領域表現によって定義され、前記第２のサブ領域の組の中の他のサブ領域と重なり合わず、前記第１のサブ領域の組及び前記第２のサブ領域の組は対応する、前記内臓の前記第１画像及び前記内臓の前記第２画像を分割することと、
前記内臓の前記第１画像内のサブ領域についてメトリックを評価して該メトリックの第１値を供給し、前記内臓の前記第２画像内の対応するサブ領域について前記メトリックを評価して該メトリックの第２値を供給することと、
前記メトリックの前記第１値と前記メトリックの前記第２値との間の差を評価し、それによって、前記第１時点と前記第２時点との間に当該サブ領域で起こった変化の指標を供給することと
を有する方法。
【請求項３】
前記第１データセットは、３Ｄ体積画像、２Ｄ画像スライスのスタック、又は単一の２Ｄ画像スライスのうちの１つであり、
前記第２データセットは、３Ｄ体積画像、２Ｄ画像スライスのスタック、又は単一の２Ｄ画像スライスのうちの１つである、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１医療スキャンは、前記第１データセットからの第１スライスであり、前記第２医療スキャンは、前記第２データセットからの第２スライスであり、
前記方法は、
前記内臓を示す前記第１スライスの部分を前記第１スライスの他の部分からセグメント化することによって、前記内臓の前記第１画像を導出することと、
前記内臓を示す前記第２スライスの部分を前記第２スライスの他の部分からセグメント化することによって、前記内臓の前記第２医療スキャンを導出することと
を更に有する、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】
前記画像コンテンツに基づいて前記内臓の少なくとも部分を分割することは、
前記第１のボクセルの組の強度及び／又は前記第２のボクセルの組の強度に基づいて分割することを有する、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項６】
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）により前記第１医療スキャン及び前記第２医療スキャンを取得することを更に有し、
これによって、各ボクセルは、定量的なＴ１値、定量的なＴ２＊値、補正としてＴ２＊を使用するＴ１に基づくｃＴ１値、又はＰＤＦＦ値、あるいは、Ｔ１、Ｔ２＊及び／又はＰＤＦＦ値の組み合わせ、のいずれかを供給し、
前記メトリックの前記第１値と前記メトリックの前記第２値との間の前記差は、前記Ｔ１値、前記Ｔ２＊値、前記ｃＴ１値、又は前記ＰＤＦＦ値、のいずれかにおける前記サブ領域についての差である、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項７】
前記内臓の前記第１画像及び／又は前記内臓の前記第２画像を分割することは、前記内臓の区分定数表現を生成することを有し、これによって、各サブ領域は局所的に類似している、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項８】
前記内臓の前記第１画像及び／又は前記内臓の前記第２画像を分割することは、前記セグメント化の後に、前記内臓内のスーパーピクセルクラスタリングを更に有する、
請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記内臓の前記第１画像及び／又は前記内臓の前記第２画像を分割することは、前記内臓内の局所的類似性の表現を生成することを更に有し、類似性は、複数のイメージングモダリティ、又はテクスチャ、のいずれかに基づき定義される、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項１０】
前記アライメントすることは、
前記第１医療スキャン及び前記第２医療スキャンを定義する画像コンテンツ派生情報をアライメントすること、
前記内臓の前記第１画像及び前記内臓の前記第２画像を定義する画像コンテンツ派生情報をアライメントすること、又は
サブ領域の境界上にある点、及び／若しくは前記内臓の境界上にある点を明示的にアライメントするように変換を使用すること
のいずれかを有する、
請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１時点及び前記第２時点は、前記内臓が、形状、又は少なくとも１つのサブ領域の特性、のいずれかを変化させるのに十分な時間によって分離される、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項１２】
前記メトリックは、少なくとも１つのサブ領域にわたる空間テクスチャの要約統計である、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項１３】
前記内臓の前記第１画像の複数のサブ領域について、及び前記内臓の前記第２画像の対応するサブ領域について、前記メトリックを評価することと、
各サブ領域について前記メトリックの前記第１値と前記メトリックの前記第２値との間の前記差を評価し、それによって複数の差値を供給することと、
前記サブ領域の空間プロット上又はグラフ上のいずれかに前記複数の差値をプロットし、これによって、前記グラフ又は前記空間プロットは、前記第１時点と前記第２時点との間の各サブ領域での変化の視覚投影を供給する、ことと
を更に有する、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項１４】
第３時点で前記内臓の第３医療スキャンを取得することであり、該第３医療スキャンは前記内臓の第３画像を有する、ことと、
前記第３医療スキャンと、前記第１医療スキャン及び前記第２医療スキャンのうちの少なくとも一方とについて、請求項１又は２に記載の方法を繰り返すことと、
前記第１時点、前記第２時点、及び前記第３時点の間にサブ領域で起こった変化の視覚投影を供給するように、空間プロット上又はグラフ上のいずれかに、前記内臓の前記第１画像、前記第２画像、及び前記第３画像の間の前記メトリックの差値をプロットすることと
を更に有する、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
変化の閾値を定義することと、
少なくとも１つのサブ領域について、前記メトリックの前記第１値と前記メトリックの前記第２値との間の前記差を前記変化の閾値と比較し、それによって、前記変化の閾値が前記少なくとも１つのサブ領域について超えられているかどうかを識別することと、
前記メトリックが前記変化の閾値を超えているサブ領域を示すオーバーレイにより前記第１医療スキャン又は前記第２医療スキャンを表示することと
を更に有する、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項１６】
前記変化の閾値を超える変化がある前記内臓のパーセンテージを計算することを更に有する、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
変化の閾値を定義することと、
前記サブ領域について、前記メトリックの前記第１値、前記第２値、及び前記第３値の間の差を前記変化の閾値と比較し、それによって、前記変化の閾値が前記サブ領域について超えられているかどうかを識別することと、
前記第２医療スキャン及び／又は前記第３医療スキャンについて、前記変化の閾値を超える変化がある前記内臓のパーセンテージを計算することと、
前記第２医療スキャン及び／又は前記第３医療スキャンについて、前記変化の閾値を超える変化がある前記内臓の前記パーセンテージをプロットすることと
を更に有する、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
第１時点で被験者の第１医療スキャンを取得し、該第１医療スキャンは、第１データセットの部分であり、第１のボクセルの組を含み、内臓の第１画像を有し、
前記第１時点の前又は後であってよい第２時点で前記被験者の第２医療スキャンを取得し、該第２医療スキャンは、第２データセットの部分であり、第２のボクセルの組を含み、前記内臓の第２画像を有する
よう構成される医療イメージングデバイスと、
画像コンテンツに基づいて前記内臓の前記第１画像の少なくとも部分を第１のサブ領域の組に分割することであり、該第１のサブ領域の組の中の各サブ領域は、前記第１のボクセルの組の中の複数のボクセルを有する領域表現によって定義され、前記第１のサブ領域の組の中の他のサブ領域と重なり合わない、前記内臓の前記第１画像を分割することと、
前記内臓の前記第１画像を分割することの前又は後で、前記第１医療スキャン及び前記第２医療スキャンをアライメントすることと、
前記第１のサブ領域の組に基づいて前記内臓の前記第２画像の少なくとも部分を第２のサブ領域の組に分割することであり、該第２のサブ領域の組の中の各サブ領域は、前記第２のボクセルの組の中の複数のボクセルを有する領域表現によって定義され、前記第２のサブ領域の組の中の他のサブ領域と重なり合わない、前記内臓の前記第２画像を分割することと、
前記内臓の前記第１画像内のサブ領域についてメトリックを評価して該メトリックの第１値を供給し、前記内臓の前記第２画像内の対応するサブ領域について前記メトリックを評価して該メトリックの第２値を供給することと、
前記メトリックの前記第１値と前記メトリックの前記第２値との間の差を評価し、それによって、前記第１時点と前記第２時点との間に当該サブ領域で起こった変化の指標を供給することと
によって、前記内臓における変化を定量化するよう構成されるプロセッサと
を有する医療スキャニングシステム。
【請求項１９】
実行可能なプログラムコードが記憶されている非一時的なコンピュータプログラム製品であって、
前記プログラムコードは、請求項１乃至１７のうちいずれか一項に記載の方法に従って内臓における変化を定量化するよう動作可能である、
非一時的なコンピュータプログラム製品。
【請求項２０】
前記非一時的なコンピュータプログラム製品は、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光学記憶デバイス、磁気記憶デバイス、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）、プログラム可能リード・オンリー・メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能なプログラム可能リード・オンリー・メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能なプログラム可能リード・オンリー・メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、及びフラッシュメモリを含むグループからの少なくとも１つを有する、
請求項１９に記載の非一時的なコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体を測定するために使用されるシステムの分野に関係がある。
【背景技術】
【０００２】
医療イメージングの分野では、様々な技術が、人の解剖学的構造を調べるために使用可能である。次の例は、医療スキャンを提供するために使用されることがあるスキャンのタイプであり、Ｘ線、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）、超音波（ＵＳ）、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）、単光子放出断層撮影（ＳＰＥＣＴ）、及び陽子放出断層撮影（ＰＥＴ）がある。スキャンの各タイプは、「イメージングモダリティ」と呼ばれる。
【０００３】
医療スキャンは「データセット」をもたらす。典型的なデータセットは、多くの空間位置の夫々での変数の値に関するデジタル情報を含む。ほとんどのデータセットは、３次元（３Ｄ）空間内の位置に関するデジタル情報を提供する。例えば、ＣＴスキャンは、患者の胸部の又は頭部の画像を供給し得る。
【０００４】
データが存在する３Ｄデータセットの最小単位は、「ボクセル」と呼ばれる３次元空間である。ボクセルは、２次元画像における「ピクセル」の３Ｄバージョンと同等とみなされ得る。３Ｄデータセットを通る面は、通常、「スライス」と呼ばれる。
【０００５】
３Ｄデータセットが以下で論じられる場合に、データセットの最小単位はボクセルである。ボクセルサイズは、モダリティ及びスキャンタイプにわたって大いに変化する。２Ｄデータセットが以下で論じられる場合に、データセットの最小単位はピクセルである。２Ｄデータセットによれば、ＬｉｖｅｒＭｕｌｔｉｓｃａｎにより取得される２Ｄスライスは、厚さが８ｍｍであり、連続するスライスどうしの間隔が１５ｍｍである。典型的なピクセルサイズは、１ｍｍ×１ｍｍである。
【０００６】
医療スキャンの解析は、様々な医療科目をサポートする。医療スキャンにおける構造及び組織タイプの認識は、高度に熟練したスタッフによって行われる。そのようなスタッフは、通常は、放射線技師又は、スキャナの訓練されたオペレータ、のいずれかである。放射線技師は、他の医療従事者、例えば、患者を助けるために必要な介入に関して決定を行うことに関わる者、の作業への情報の入力として、医療スキャンを使用することがある。
【０００７】
図１は、人体における内臓の簡略化された例を表す。人体の胴体１０が平面図で、例えば、横たわっている人に対してスキャンが実行される場合に、示されている。図１のビューは、通常、「冠状」（coronal）ビューと呼ばれる。図１では、肝臓１２０及び脾臓１３０が見える。既知のＭＲＩ又はＣＴスキャンは、臓器全体のそのようなビューを供給することができる。
【０００８】
図２は、既知のシステムで使用され得る方法２００を示す。
【０００９】
オペレータは、通常、関心のある臓器を選択する（２１０）。次いで、求められている情報に応じて、オペレータは、スキャニングモードを選択する（２２０）。次いで、選択されたスキャニングモードによるスキャン（２３０）は、関心のある１つ以上の選択された臓器の適切な画像を供給すべきである。いくつかの場合に、任意のステップとして、関心のある同じ１つ以上の選択された臓器の繰り返しスキャン２４０が含まれることがある。オペレータは、例えば、臓器の大域的な変化を探すとの決定に基づいて、繰り返しスキャンを実行すると決定し得る。
【００１０】
生体器官は、局所解析のために、連続したサブ領域に分割され得る（以下の非特許文献１を参照）。「クラスタ化」のような様々な他の方法が、腫瘍又は臓器の部位を評価するために利用可能である。時間にわたる臓器の大域的記述の変化は、臨床医が疾患の経年的な進行を見分けることを助け得る（非特許文献２を参照）。脳イメージングでは、特定の解剖学的部位の形状変化が時間にわたってモニタされ得る（非特許文献３を参照）。全体的な臓器形状の変化がモニタされ得る（非特許文献4を参照）。これらの方法は、関心領域の大域的しか提供することができない。
【００１１】
本明細書の残りでは、内臓（visceral  organ）は、胸部又は腹部の臓器を意味すると理解される。内臓の例は、肝臓、膵臓、脾臓又は腎臓である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Irving  et  al.  2016.  mask  SLIC:  Regional  Superpixel  Generation  with  Application  to  Local  Pathology  Characterisation  in  Medical  scans.  arXiv:1606.09518
【非特許文献２】O’Connor  et  al.  2016.  Imaging  Intratumor  Heterogeneity:  Role  in  Therapy  Response,  Resistance,  and  Clinical  Outcome
【非特許文献３】Raz  et  al.  2005.  Regional  Brain  Changes  in  Ageing  healthy  Adults:  General  Trends,  Individual  Differences  and  Modifiers
【非特許文献４】Heimann  and  Meinzer.  2009.  Statistical  shape  models  for  3D  medical  scan  segmentation:  A  review
【発明の概要】
【００１３】
本発明の第１の態様に従って、添付の請求項１に記載の方法が提供される。本発明の第２の態様に従って、添付の請求項２に記載の方法が提供される。本発明の第３の態様に従って、添付の請求項１８に記載の医療スキャニングシステムが提供される。本発明の第４の態様に従って、添付の請求項１９に記載の非一時的なコンピュータプログラム製品が提供される。従属請求項は、任意の実施形態の詳細を与える。
【００１４】
本発明のこれら及び他の態様は、以降で記載される実施形態から明らかであり、それらを参照して説明される。
【００１５】
本発明の更なる詳細、態様、及び実施形態は、単なる一例として、図面を参照して記載される。図面中、同じ参照番号は、同じ又は機能的に類似した要素を特定するために使用される。図中の要素は、簡潔さ及び明瞭さのために表され、必ずしも実寸通りではない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】人体における内臓の簡略化された例を表す。
【図２】先行技術の方法の例の略フローチャートを表す。
【図３】ａ及びｂは夫々、データセットからの医療スキャンのスライスの例を表す。
【図４】本発明に従うセグメント化された分割画像の例を表す。
【図５】図４のセグメント化された分割画像内の変化の例を表す。
【図６】本発明に従う方法の略フローチャートである。
【図７】本発明に従う他の方法の略フローチャートである。
【図８】実施形態に従う方法の略フローチャートである。
【図９】他の実施形態に従う方法の略フローチャートである。
【図１０】ＭＲＩスキャンデータセットから取得された３次元医療スキャンのスライスの例である。
【図１１】クロスハッチをオーバーレイされた図１０のスライスを表す。
【図１２】図１１のクロスハッチオーバーレイを表す。
【図１３】内臓の画像にわたる変化の分布を表す。
【図１４】５つの時点にわたるパーセンテージ変化を表す。
【図１５】医療画像の複数のサブ領域の時間にわたる展開を表す。
【図１６】本発明に従う医療スキャニングシステムを表す。
【図１７】本発明に従う医療スキャニングシステムの詳細を表す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、被験者の内臓における変化を定量化する方法及び装置を提供する。
【００１８】
本発明の第1の態様に従って、被験者の内臓における変化を定量化する方法は、第１時点で第１医療スキャンを取得することを有する。第１医療スキャンは、第１データセットの部分であり、第１のボクセルの組を含む。第１医療スキャンは、内臓の第１画像を有する。方法はまた、第２時点で第２医療スキャンを取得することを有し、第２医療スキャンは、第２データセットの部分であり、第２のボクセルの組を含む。第２医療スキャンは、内臓の第２画像を有する。第２時点は、第１時点の前又は後であってよい。第１医療スキャンにおける内臓の第１画像の少なくとも部分は、画像コンテンツに基づいて第１のサブ領域の組に分割され、第１のサブ領域の組の中の各サブ領域は、第１のボクセルの組の中の複数のボクセルを有する領域表現によって定義される。第１のサブ領域の組の中の各サブ領域は、第１のサブ領域の組の中の他のサブ領域と重なり合わない。第１医療スキャンは、内臓の第１画像を分割することの前又は後で、第２医療スキャンとアライメントされる。
【００１９】
方法はまた、内臓の前記第２画像の少なくとも部分を第２のサブ領域の組に分割することを有する。第２のサブ領域の組の中の各サブ領域は、第２のボクセルの組の中の複数のボクセルを有する領域表現によって定義され、第２のサブ領域の組の中の他のサブ領域と重なり合わない。内臓の第２画像の少なくとも部分を分割することは、第１のサブ領域の組に基づく。
【００２０】
方法は、内臓の第１画像内のサブ領域についてメトリックを評価して該メトリックの第１値を供給し、内臓の第２画像内の対応するサブ領域について前記メトリックを評価して該メトリックの第２値を供給することを更に有する。メトリックの第１値とメトリックの第２値との間で差が評価され、それによって、第１時点と第２時点との間にサブ領域で起こった変化の指標を供給する。
【００２１】
本発明者は、既知の技術による医療スキャンの大域的評価が、医療スキャンを解釈する者に医療スキャン内の変化を見逃させることがある、と気づいた。例えば、肝臓のような大きい内臓は、（ｉ）肝臓の１つの又はいくつかの領域における肯定的な変化、及び（ｉｉ）同じ肝臓の他の領域における否定的な変化、をもたらす時間にわたる変化を受けることがある。しかし、肝臓全体にわたって行われる如何なる大域的な測定も、肝臓にわたる「平均化」（averaging  out）により、小さい変化しか示さないことがある。上記の本発明の特定の方法は、例えば、ＭＲＩスキャナにより取得されたデータセットに基づいて、時間にわたる内臓の異なる状態に関する正確な情報をもたらす測定を提供し得る。
【００２２】
多くの内臓において、異常は、内臓のほんの部分内で局所的であり、制限されている。そのような場合に、如何なる有意味な変化も、ほんの局所的であり、そのような変化のスケールは、前もって知られること又は合理的に推定されることが不可能であるような程度である可能性がある。変化は、例えば、異常な局所領域から判断される局所異常性の範囲に及び／又は疾患の深刻度に関係があり得る。本発明者は、それらのパラメータの両方に対して有意味な変化を検出し測定する方法を導き出した。既知のシステムは、臓器内の全ての局所領域が時間にわたってどのように展開するかの直接的な指標を提供しない。よって、既知のシステムによれば、臓器における局所的な変化は全て、内臓を記述する全体的な記述的統計においてあまりにも頻繁に見逃されることがある。
【００２３】
本発明の第２の態様に従って、被験者の内臓における変化を定量化する方法は、第１時点で第１医療スキャンを取得することを有する。第１医療スキャンは、第１データセットの部分であり、第１のボクセルの組を含む。第１医療スキャンは、内臓の第１画像を有する。方法はまた、第２時点で第２医療スキャンを取得することを有し、第２医療スキャンは、第２データセットの部分であり、第２のボクセルの組を含む。第２医療スキャンは、内臓の第２画像を有する。方法は、第１医療スキャン及び第２医療スキャンをアライメントすることを有する。次いで、内臓の第１画像及び内臓の第２画像は、内臓の第１画像及び内臓の第２画像の少なくとも部分の画像コンテンツに基づいて、まとめて分割される。内臓の前記第１画像を分割することは、第１のサブ領域の組をもたらす。第１のサブ領域の組の中の各サブ領域は、複数のボクセルを有する第１領域表現によって定義され、第１のサブ領域の組の中の他のサブ領域と重なり合わない。内臓の第２画像を分割することは、第２のサブ領域の組をもたらす。第２のサブ領域の組の中の各サブ領域は、複数のボクセルを有する第２領域表現によって定義され、第２のサブ領域の組の中の他のサブ領域と重なり合わない。第１のサブ領域の組及び第２のサブ領域の組は対応する。方法は、内臓の第１画像内のサブ領域についてメトリックを評価して該メトリックの第１値を供給し、内臓の第２画像内の対応するサブ領域について前記メトリックを評価して該メトリックの第２値を供給することを更に有する。メトリックの第１値とメトリックの第２値との間で差が評価され、それによって、第１時点と第２時点との間にサブ領域で起こった変化の指標を供給する。
【００２４】
本発明の第２の態様に従う上記の方法は、第１医療スキャン及び第２医療スキャンのアライメントにおいて第１の態様の方法と相違する。その上、第１画像及び第２画像の分割は、一方の画像が、他方の画像について分離して以前に導出されたサブ領域に基づいて分割されるのではなく、まとめて行われる。
【００２５】
図３ａは、第１データセットからの第１医療スキャンの第１スライスの例を表す。
【００２６】
図３ａで、第１スライス３０５は第１医療スキャンである。第１スライス３０５は、第１データセットの１つのスライスである。第１データセットは、３Ｄ体積画像であってよく、第１スライス３０５のような、１〜１０００のスライスの中のどれを有してもよい。第１スライス３０５は、その最も基本的なサブユニットとしてボクセルを有する。なお、第１データセットは、３Ｄ体積画像、２Ｄ画像スライスのスタック、又は単一の２Ｄ画像スライスのうちのいずれか１つであってよい。
【００２７】
被験者の胴体の輪郭３２０が、第１スライス３０５において見える。輪郭３２０内には、内臓の第１画像３１０がある。第１画像として示される内臓は、例えば、肝臓であってよい。第１画像３１０の取得は第１時点であり、第１画像３１０は第１のボクセルの組を含む。
【００２８】
図３ｂで、第２スライス４０５は第２医療スキャンである。第２スライス４０５は、第２データセットの１つのスライスである。第２データセットは、他の３Ｄ体積画像であってよく、やはり、第２スライス４０５のような、１〜１０００のスライスの中のどれを有してもよい。第２スライス４０５は、その最も基本的なサブユニットとしてボクセルを有する。なお、第２データセットは、３Ｄ体積画像、２Ｄ画像スライスのスタック、又は単一の２Ｄ画像スライスのうちのいずれか１つであってよい。
【００２９】
被験者の胴体の輪郭４２０が、第２スライス４０５において見える。輪郭４２０内には、内臓の第２画像４１０があり、この画像４１０は、図３ａに示される同じ内臓の画像である。第２画像４１０による第２スライス４０５の取得は第２時点であり、第２時点は、第１時点の前又は後であってよい。第２画像４１０は第２のボクセルの組を含む。
【００３０】
第１時点及び第２時点は、内臓が、形状、又は少なくとも１つのサブ領域の特性、のいずれかを変化させるのに十分な時間によって分離されてよい。典型的に、第１時点及び第２時点は、少なくとも一日によって分離されるが、一年又は数年といった分離も可能である。形状の変化は、例えば、スキャン画像に示される身体の臓器及び／又は周囲部分が、例えば、数ヶ月にわたって、失われるか又は肥大するかのいずれかの場合に、起こり得る。
【００３１】
図４は、本発明に従って、内臓のセグメント化された分割画像の例を４００で表す。
【００３２】
図４は先と同じく、図３ａからの内臓の第１画像３１０を示す。第１画像３１０は、図３ａに示される第１スライス３０５の残り部分からセグメント化されている。セグメント化は、内臓を記述する第１画像３１０の第１の画像ボクセルの組の中の第１サブセットを提供するが、第１スライス３０５の第１の画像ボクセルの組の残りを捨てる。
【００３３】
セグメント化に続いて、第１画像３１０は、次いで、分割される。分割は、第１の画像ボクセルの組を、第１のサブ領域の組を形成する複数のサブ領域に分ける。第１サブ領域４２０、第２サブ領域４３０、及び第３サブ領域４４０は、第１のサブ領域の組からの例である。第１のサブ領域の組は「重なり合わない」。それにより、サブ領域のどれも、第１のサブ領域の組の中の如何なる他のサブ領域とも重なり合わない。
【００３４】
図４では、第１画像３１０の全体が分割されている。しかし、第１画像３１０のほんの一部が分割されることが代替的に可能である。
【００３５】
第１のサブ領域の組への第１画像３１０の分割は、画像コンテンツに基づく。画像ボクセルの第１サブセットの実際のボクセル値が、サブ領域間の境界を決めるために使用されてよい。故に、分割は、内臓又はその内部構造の前もって定義されたモデルを必要としない。実際のボクセル値が分割の計算において使用されるが、分割の空間的接近を保つように正則化項も存在してよい。
【００３６】
このようにして、第１のサブ領域の組の中の特定のサブ領域は、一般に、そのサブ領域にわたって類似した値のボクセルを有する。故に、例えば、第１サブ領域４２０にわたるボクセルは、通常は、類似した値を有することになる。そのため、しばしば、サブ領域間の境界は、内臓自体内の解剖学的構造と完全には一致しない。このアプローチは、脳内の予め定義された解剖学的構造の形状が考慮される、非特許文献３のような既知の技術のそれと対照的である。
【００３７】
また図４には、図３ｂからの内臓の第２画像４１０も示されている。
【００３８】
第２画像４１０は、図３ｂに示される第２スライス４０５の残り部分からセグメント化されている。セグメント化は、内臓を記述する第２画像４１０の第２の画像ボクセルの組の中の第２サブセットを提供するが、第２スライス４０５の第２の画像ボクセルの組の残りを捨てる。
【００３９】
図４における比較図から分かるように、第２画像４１０の輪郭は、第１画像３１０の輪郭とはいくつかの様相において相違する。例えば、第１画像３１０及び第２画像４１０の夫々の上縁を参照されたい。
【００４０】
図４に表されるように、第２画像４１０は分割されている。分割は、画像ボクセルの第２サブセットを、第２のサブ領域の組を提供する複数のサブ領域に分ける。第１サブ領域４６０、第２サブ領域４７０、及び第３サブ領域４８０は、第２のサブ領域の組の例である。第２のサブ領域の組は「重なり合わない」。それにより、第２の組の中のサブ領域のどれも、第２の組の中の如何なる他のサブ領域とも重なり合わない。
【００４１】
内臓は、第１時点と第２時点との間で変化している。なお、図４からは、第２画像４１０の第１サブ領域４６０、第２サブ領域４７０、及び第３サブ領域４８０が、第１画像３１０の第１サブ領域４２０、第２サブ領域４３０、及び第３サブ領域４４０に夫々対応することが概して認識可能である。
【００４２】
第１画像３１０に対する第２画像４１０のアライメントが実行されている。そのアライメントは、第１画像３１０の分割の前又は後に行われてよい。上記の本発明の第１の態様に従って、第２画像４１０の分割は、第１のサブ領域の組に基づき、第１画像３１０の分割後に行われる。アライメントは、画像レジストレーションによって実行されてよい。画像レジストレーションは、医療スキャンのセクションが同じ対象の他の医療スキャンの対応するセクションとの位置的対応に至らされることを確かにするためにスキャン画像の解釈において使用される技術である。
【００４３】
代替案として、上記の本発明の第２の態様に従って、第１画像３１０に対する第２画像４１０のアライメントは、如何なる分割よりも前に行われてよい。次いで、第１画像３１０及び第２画像４１０の分割が、第１画像３１０の及び第２画像４１０のコンテンツに基づいて、一緒にまとめて実行されてよい。いずれかのサブ領域の境界の形状及び位置に関する決定は、両方の画像上の関連する位置での画像コンテンツに基づいて行われる。画像コンテンツに基づいて内臓の少なくとも部分を分割することは、第１のボクセルの組の強度及び／又は第２のボクセルの組の強度に基づいて分割を行うことを有してよい。
【００４４】
図４では、第２画像４１０の全体が分割されている。しかし、第２画像４１０のほんの一部が分割されることも可能である。一般に、第１画像３１０と少なくとも同じくらい第２画像４１０は分割される。
【００４５】
第１画像３１０及び第２画像４１０の比較は、第１時点と第２時点との間の内臓に対する変化に関する有益な情報を提供することができる。第１のサブ領域の組の中の少なくとも１つのサブ領域について、メトリックが評価される。評価の結果は、第１のサブ領域の組の中の少なくとも１つのサブ領域の夫々についてのメトリックの第１値である。次いで、メトリックは、第２のサブ領域の組の中の１つ以上の対応するサブ領域について評価され、それらのサブ領域の夫々についてのメトリックの第２値をもたらす。
【００４６】
メトリックが第１のサブ領域の組の中の複数のサブ領域について評価される場合に、結果は、内臓の第１画像３１０の各サブ領域についての「第１値」になる。次いで、内臓の第２画像４１０の対応するサブ領域についてのメトリックの評価は、第２のサブ領域の組からの夫々の対応するサブ領域について、「第２値」をもたらす。
【００４７】
内臓に対する変化に関する有益な情報は、次いで、各サブ領域について、メトリックの第１値とメトリックの第２値との間の差を評価することによって、導出可能である。サブ領域ごとのメトリックの差値は、それによって、第１時点と第２時点との間にサブ領域で起こった変化の指標を与える。
【００４８】
以下の表１は、上記の様々なパラメータの限定されない数値例を示す。単位「ｃＴ１」は、患者の肝臓内の鉄濃度が「正常」であった場合にＭＲＩスキャナによって測定されることになるＴ１緩和時間である。よって、ｃＴ１は、「鉄補正（iron-corrected）Ｔ１緩和時間」とこの分野で時々呼ばれている。
【表１】
2021500107.tif 000003
表１では、第１画像３１０は、分割後に６つのサブ領域を有している。表１の左の列を参照されたい。サブ領域は、１〜６の番号を付けられている。頭書き「ｃＴ１の変化（ｍｓ）」の下にある第１の列は、第１スキャンとその後の第２スキャンとの間のサブ領域ごとのｃＴ１値の変化を示す。ｃＴ１値は、最初の画像、すなわち、第１スキャンからのボクセル値である。ｃＴ１値は、内臓における変化が測定されるべきである基点を提供する。
【００４９】
サブ領域４についてのみ、ｃＴ１値は増大している。サブ領域１〜３及び５については、ｃＴ１値は減少している。表中の値は、サブ領域１〜３、５及び６についてのｃＴ１の変化の程度の容易な認識を可能にする。ｃＴ１値は、領域３について、他の領域のいずれについてよりも大いに変化している。
【００５０】
頭書き「ｃＴ１の変化（ｍｓ）」の下の列は、第２、第３、第４及び第５スキャンの時点で検出される、原スキャンに対する変化を示す。サブ領域３は、ｃＴ１値の最大の変化を示し続けた。しかし、サブ領域５についてのｃＴ１値の大きい変化は、最後の２つのスキャンにおいて明らかになった。
【００５１】
表１は、各サブ領域における変化の量が大いに変動したことを明らかに示す。その変動は、異なるサブ領域の間に、更には、いくつかのサブ領域についてのその後のスキャンの間にもあった。臓器全体についてのｃＴ１変化の平均値をもたらした先行技術のアプローチは、表１に示される特有の変化のいずれも示さなかった。
【００５２】
表２は、５つの異なる内臓についての結果を示す。これらの臓器は、５人の異なる人々のものであってもよい。表中の入力は、閾値を超えるｃＴ１値の増大を示した各臓器のパーセンテージボリュームと、他の閾値を超えるｃＴ１値の減少を示した各臓器のパーセンテージとを示す。表２の中央にある３つの列は、４つの異なる時点での各臓器の４つのスキャンから導出されたデータを与える。
【表２】
2021500107.tif 000004
表２の行５の臓器５は、臓器の２８％がｃＴ１値の増大を示す場合を示す。しかし、臓器の５２％は、ｃＴ１値の減少を示す。臓器にわたる平均ｃＴ１値を生成する既知のシステムは、非常に有意味な変化を示してこなかった。しかし、本発明によれば、ｃＴ１値のより極端な変化が臓器の部分で実際に起きたことは、明らかである。また、臓器のどの部分がそのような変化を示しているのか、及び個々の変化がどれくらいであるか、も明らかである。
【００５３】
このように、本発明は、臓器における変化の定量的な推定を可能にする。かような推定は、さもなければ、臓器全体にわたるｃＴ１値の変化の平均化により、連続したスキャンの間でほとんど変化を示さない臓器において、特に有益である。放射線技師は、本発明によって導出されるような情報を導き出して、それを他の医療従事者へ渡すことができる。他の医療従事者は、例えば、ｃＴ１値の減少を内臓の状態の改善と、そしてｃＴ１値の増加を悪化と解釈し得る。
【００５４】
図５は、図４のセグメント化された分割画像内の変化の例を５００で表す。
【００５５】
図５は、もう一度第１画像３１０を示す。図５はまた、第１のサブ領域の組の中の第１サブ領域４２０、第２サブ領域４３０、及び第３サブ領域４４０を示す。第１サブ領域４２０及び第２サブ領域４３０の夫々は、異なる形態のシェーディングによりマークされている。シェーディングは、メトリックの第１値とメトリックの第２値との間の差についての値の範囲を示す。図５は第１画像３１０を示すが、メトリックの第１値とメトリックの第２値との間の差は、代替的に、第２画像４１０上のオーバーレイとして表示されてもよい。第２画像４１０がより最近の画像である場合には、第２画像４１０のかような表示が好ましいことがある。
【００５６】
第１サブ領域４２０、第２サブ領域４３０、及び第３サブ領域４４０が夫々、表１中のサブ領域２、３、及び４であり、第２画像４１０が、頭書き「ｃＴ１の変化（ｍｓ）」の下の左の列において言及されている「第２スキャン」であった場合に、第１画像３１０のシェーディングは、例えば、
（ｉ）−２０から−５０ミリ秒の間にあるｃＴ１変化について、第１サブ領域４２０に示されるように縦縞、
（ｉｉ）−５０から−１００ミリ秒の間にあるｃＴ１へんかについて、第２サブ領域４３０に示されるように横波縞、
（ｉｉｉ）ｃＴ１の変化が数値的に正である、すなわち、０ミリ秒よりも大きいときに、第３サブ領域４４０に示されるようにシェーディング無し
であってよい。
【００５７】
図６は、本発明の第１の態様に従う方法６００の略フローチャートである。
【００５８】
６１０で、第１医療スキャン３０５が第１時点で取得される。６２０で、内臓の第２医療スキャン４０５が第２時点で取得される。
【００５９】
６３０で、内臓の第１画像３１０は、第１のサブ領域の組に分割される。６４０で、第１医療スキャン３０５及び第２医療スキャン４０５はアライメントされる。これは、第１画像３１０を分割すること６３０の前又は後であってよい。６５０で、内臓の第２画像４１０は、第１のサブ領域の組に基づいて、第２のサブ領域の組に分割される。
【００６０】
６６０で、メトリックの第１値が、第１画像３１０内のサブ領域について評価され、メトリックの第２値が、第２画像４１０内の対応するサブ領域において評価される。
【００６１】
６７０で、メトリックの第１値とメトリックの第２値との間の差が評価され、第１時点と第２時点との間の１つ以上のサブ領域での変化の指標をもたらす。
【００６２】
ステップ６７０の結果は、更なる閾検出ステップを受けてよい。かような更なる閾検出ステップは、次いで、図５に示される様々なシェーディングとして示される情報をもたらす。
【００６３】
図７は、本発明の第２の態様に従う方法７００の略フローチャートである。
【００６４】
７１０で、第１医療スキャン３０５が第１時点で取得される。７２０で、第２医療スキャン４０５が第２時点で取得される。７３０で、第１医療スキャン３０５及び第２医療スキャン４０５はアライメントされる。
【００６５】
７４０で、内臓の第１画像３１０及び内臓の第２画像４１０は、例えば同時、まとめて分割される。第１画像３１０の分割は第１のサブ領域の組をもたらす。第２画像４１０の分割は第２のサブ領域の組をもたらす。
【００６６】
７５０で、メトリックの第１値が、第１画像３１０内のサブ領域について評価され、メトリックの第２値が、第２画像４１０内の対応するサブ領域において評価される。
【００６７】
７６０で、メトリックの第１値とメトリックの第２値との間の差が評価され、第１時点と第２時点との間の１つ以上のサブ領域での変化の指標をもたらす。
【００６８】
ステップ７６０の結果は、更なる閾検出ステップを受けてよい。かような更なる閾検出ステップは、次いで、図５に示される様々なシェーディングとして示される情報をもたらす。
【００６９】
［スキャン及び画像の取得；アライメント；並びに分割］
第１画像３１０を含む第１医療スキャン及び第２画像４１０を含む第２医療スキャンを取得するステップに対しては、様々なアプローチが可能である。分割ステップ及びアライメントステップに対しても、様々なアプローチが可能である。第１医療スキャン及び第２医療スキャンは、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）スキャンにより取得されてよい。次いで、かようなスキャンの各ボクセルは、定量的なＴ１値、定量的なＴ２＊値、補正としてＴ２＊値を使用するＴ１値に基づくｃＴ１値、又はプロトン密度脂肪率（Proton  Density  Fat  Fraction，ＰＤＦＦ）値、のいずれかをもたらす。代替的に、Ｔ１値、Ｔ２＊値及び／又はＰＤＦＦ値の組み合わせが与えられてもよい。メトリックの第１値とメトリックの第２値との間の差は、その場合に、Ｔ１値、Ｔ２＊値、ｃＴ１値、又はＰＤＦＦ値、のいずれかにおける任意のサブ領域についての差である。
【００７０】
内臓の第１画像３１０及び／又は内臓の第２画像４１０を分割することは、内臓の区分定数表現（piece-wise  constant  representation）を生成することを更に有してよく、これによって、各サブ領域は局所的に類似している。
【００７１】
第１画像３１０内及び／又は第２画像４１０内の内臓を分割することは、セグメント化後に、内臓内で、スーパークラスタリングを有してよい。
【００７２】
第１画像３１０内及び／又は第２画像４１０内の内臓を分割することは、内臓内の局所類似性の表現を生成することを有してよい。類似性は、複数のイメージングモダリティ、又はテクスチャ、のいずれかに基づいて定義される。
【００７３】
第１医療スキャン及び第２医療スキャンをアライメントすることは、内臓の第１画像３１０及び内臓の第２画像４１０のサブ領域を定義する画像コンテンツ派生情報をアライメントすることを有してよい。なお、アライメントすることは、第１画像３１０及び第２画像４１０の内臓を定義する画像コンテンツ派生情報をアライメントすることを有してもよい。代替的に、アライメントすることは、サブ領域の境界上にある点及び／又は内臓の境界上にある点を明示的にアライメントするために変換を使用することを有してもよい。
【００７４】
［メトリック］
メトリックは、少なくとも１つのサブ領域にわたる空間テクスチャの要約統計であってよい。メトリックは、内臓の第１画像３１０の複数のサブ領域について、及び内臓の第２画像４１０の対応するサブ領域について、評価されてよい。
【００７５】
メトリックの第１値とメトリックの第２値との間の差がサブ領域ごとに評価されてよく、それによって、複数の差値をもたらす。これらの差値はプロットされてよい。複数の差値は、サブ領域の空間プロット上又はグラフ上のいずれかにプロットされてよい。グラフ又は空間プロットは、第１時点と第２時点との間の各サブ領域での変化の視覚投影を供給する。
【００７６】
メトリックに対して、変化の閾値が定義されてよい。この場合に、メトリックの第１値とメトリックの第２値との間の差は、少なくとも１つのサブ領域について変化の閾値と比較されてよい。この比較は、それによって、変化の閾値が少なくとも１つのサブ領域について超えられているかどうかを識別する。内臓の第１画像３１０及び内臓の第２画像４１０は、次いで、メトリックが変化の閾値を超えているサブ領域を示すオーバーレイを有して表示され得る。
【００７７】
その上、本発明は、変化の閾値を超える変化があった内臓のパーセンテージを計算することを有してよい。変化の閾値を超える変化があった内臓のパーセンテージは、次いでプロットされ得る。プロットは、サブ領域の空間プロット又はグラフのいずれかであってよい。
【００７８】
１つのメトリックが記載されてきたが、方法は、他のメトリックにより繰り返されてもよい。他のメトリックは、上記のメトリックが適用されたサブ領域のうちのほんの一部にしか適用されなくてよい。
【００７９】
［第３及び更なる医療スキャン］
説明の簡単のために、上記の図３ａ、図３ｂ、図４及び図５における詳細な実施形態は、たった２つの医療スキャンの議論に制限されていた。しかし、本発明は、２よりも多い医療スキャンに適用することとして企図される。本発明者は、内臓の所与の領域における変化が、異なる期間にわたって、多種多様な方法で起こり得ると気づいた。例えば、内臓の所与の領域は、２つ以上の連続したスキャンの間でｃＴ１値の増大を示すが、次いで、更なる２つ以上の連続したスキャンの間で減少を示すことがある。
【００８０】
既知のシステムによれば、臓器におけるかような居所的変化を認識することは、困難又は不可能である場合がある。これは特に、変化の方向、すなわち、ミリ秒におけるｃＴ１値の増大又は減少が、一連の医療スキャンの中の様々な１つの間で変化する場合に当てはまる。ここで、医療スキャン、すなわち、データセットは、時々、数年の期間にわたって取得されることがある。利用可能な医療スキャンはまた、広範な、例えば、ＭＲＩスキャン、ＣＴスキャン及び２Ｄ  Ｘ線を有し得る。
【００８１】
いくつかの環境で、医療スキャンは、内臓の特定の部分を示す先の医療スキャンの評価の後に続けて内臓のその特定の部分について取得された単一ＭＲＩスライスなどの単一２Ｄスライスを有してよい。１つの典型的なシナリオでは、患者は呼吸しており、よって、医療スキャン中に動いている可能性がある。よって、単一２Ｄスライスは、特定の正確な時点でＭＲＩにより取得され得る。その時間は、例えば、スキャナのオペレータが、動きが最低限であると考えるとき、例えば、吐き出すことの後又は前であってよい。
【００８２】
このように、本発明は、第３時点で少なくとも第３医療スキャンを取得してよい。第３医療スキャンは、内臓の第３画像を供給する。本発明の第１又は第２の態様、すなわち、請求項１又は２の方法は、その場合に、内臓の第３医療スキャン及び第３画像により繰り返されてよい。本発明の第１の態様によれば、第３及びその後の画像についてのメトリックは、第１画像との比較において評価されてよい。本発明の第２の態様によれば、分割は、サブ領域を導出する場合に、３つ以上の画像を考慮してよい。本質的に、請求項１又は２の方法ステップは、内臓の第３画像を含む第３医療スキャンと、第１医療スキャン及び第２医療スキャンのうちの少なくとも一方とを用いて繰り返される。
【００８３】
内臓の第１画像、第２画像、及び第３画像の間のメトリックの差値は、プロットされ得る。プロットは、グラフ又は空間プロットのいずれかであってよい。かようなプロットは、第１時点、第２時点、及び第３時点の間にサブ領域で起こった変化の視覚投影を供給する。
【００８４】
３つ以上の医療スキャンが利用可能である場合に、変化の閾値は先と同じく、内臓の画像のサブ領域について定義され得る。次いで、メトリックの第１値、第２値、及び第３値の間の差は、サブ領域についての変化の閾値と比較され得る。この比較は、変化の閾値がサブ領域について超えられているかどうかを識別する。変化の閾値を超える変化があった内臓のパーセンテージは、第２医療スキャン及び／又は第３医療スキャンにおける画像について、計算され得る。次いで、プロットは、第２画像及び／又は第３画像について行われ得る。プロットは、変化の閾値を超える変化があった内臓のパーセンテージを示すことができる。
【００８５】
［詳細な実施形態の方法］
図８は、実施形態に従う方法８００の略フローチャートである。図８の方法８００は、異なる時点で取得された３つ以上の医療スキャンについての差計算の詳細な実施形態を提供する。
【００８６】
８１０で、内臓の医療スキャンが複数の時点で取得される。医療スキャンは、上述されたようにデータセットの部分として取得される。それらの医療スキャンにおける内臓の画像は、次いで、上記の方法６００又は方法７００を参照して上述されたアライメント及び分割を用いて分割される。
【００８７】
８２０で、内臓の各画像内の複数のサブ領域について、メトリックが評価される。ステップ８２０は、ステップ８１０で取得された３つ以上の医療スキャンにおける内臓の画像に対してという点を除いて、ステップ６６０又はステップ７５０に対応する。
【００８８】
８３０で、内臓の各連続画像内のサブ領域ごとに、メトリックの差が評価される。例えば、６つのスキャンがある場合には、内臓の第１画像のサブ領域についてのメトリックの値から始まって、第２から第６のスキャンの夫々における内臓の画像の間の差を評価することが可能である。上記の表２の各行は、各臓器についての４つのスキャンを示す。従って、表２の各行には、内臓の画像ごとに３つの差値が存在する。
【００８９】
８４０で、メトリックの差値は、内臓の各連続画像間でプロットされ、夫々の連続する医療スキャンの時点の間のサブ領域での変化の視覚投影をもたらす。故に、例えば、表２中の値から始まって、２次元プロットが、第１スキャンから第２スキャンまで、第１スキャンから第３スキャンまで、及び第１スキャンから第４スキャンまでのメトリックの変化を示しながら、臓器ごとに生成されてよい。
【００９０】
図９は、他の実施形態に従う方法９００の略フローチャートである。図９の方法９００は、複数の医療スキャンについて、閾値を超える変化があった内臓のパーセンテージを導出する方法の詳細な実施形態を提供する。
【００９１】
９１０で、内臓の医療スキャンが複数の時点で取得される。医療スキャンは、上述されたようにデータセットの部分として取得される。医療スキャンにおける内臓の画像は、次いで、上記の方法６００又は方法７００を参照して上述されたアライメント及び分割を用いて、分割される。メトリックの値は、次いで、内臓の各画像内の関心のある各サブ領域について取得される。ステップ６６０、７５０、及び８２０を再び参照されたい。
【００９２】
９２０で、メトリックの値の間の差は、サブ領域ごとに、変化の閾値と比較される。９３０で、変化の閾値を超える変化があった内臓のパーセンテージが計算される。その計算は、内臓の各連続画像について、あるいは、内臓の第１画像から累積的に、実行されてよい。ステップ９２０は、例えば、上記の表１中の入力に適用されてよい。
【００９３】
９４０で、変化の閾値を超える変化があった内臓のパーセンテージがプロットされる。
【００９４】
［アライメント及び分割に対する代替アプローチ］
本発明の第１及び第２の態様の方法は、上記に並びに請求項１及び２において記載され、図６及び図７においてフローチャート形式で表されてきた。しかし、本発明者は、アライメントステップ及び分割ステップに対する第３の代替アプローチを考えている。第３のアプローチは、本発明の第１及び第２の態様のいくつかのステップを置き換えることを伴う。第３のアプローチは、請求されていないが、完全のために以下の段落で記載される。
【００９５】
アライメント及び分割に対する第３のアプローチでは、アライメントは、内臓の第１画像３１０及び内臓の第２画像４１０の両方を分割した後に、第１医療スキャン及び第２医療スキャンをアライメントすることを有する。次いで、第１のサブ領域の組と第２のサブ領域の組との間で対応が生成される。この第３のアプローチによれば、第１画像３１０及び第２画像４１０は、本発明の第２の態様の方法の合わせ分割と対照的に、全体的に別々に分割され得る。メトリックを計算することができるように、対応は、メトリック値が、第１画像３１０内のサブ領域及び第２画像４１０内の対応するサブ領域について比較されることを可能にする。
【００９６】
［本発明の応用の例］
図１０は、ＭＲＩスキャンデータセットから取得される３次元医療スキャンのスライスの例である。
【００９７】
図１０（１０００）には、データセットからの単一スライス１００５が示されている。内臓の画像１０１０は、図１０の中央左に、不規則領域の周りの濃い輪郭によって示されている。画像１０１０は、スライス１００５の残り部分からセグメント化されている。画像１０１０は、実際には、肝実質を示す。
【００９８】
画像１０１０内には、第１サブ領域１０２０、第２サブ領域１０３０、及び第３サブ領域１０４０が例として示されている。画像１０１０の境界内の全てのサブ領域の暗さは、図１０の右にあるスケールでの値に対応する。スケールは、ミリ秒でのｃＴ１値の変化を示す。示されている値は、図３及び図７に関して説明された第１医療スキャン画像３１０及び第２医療スキャン画像４１０のような、ほんの２つの医療スキャン画像の間でのｃＴ１値の変化であってよい。しかし、示されている値は、図８及び図９に関して論じられるように、一連の３つ以上の医療スキャン画像のうちのいずれか２つの間のｃＴ１値の変化であってもよい。いくつかの場合に、３つ以上の医療画像によれば、最も有益なプロットは、単に最初の画像と最後の画像との間ではなく、最初の画像と中間の画像との間のｃＴ１値の差を示すプロットであり得る。
【００９９】
図１１は、クロスハッチがオーバーレイされた図１０のスライス１００５を表す。
【０１００】
先と同じく、１０００にはスライス１００５が示されている。図１１でマークされているサブ領域の例は、第１サブ領域１１２０、第２サブ領域１１３０、及び第３サブ領域１１４０である。
【０１０１】
第１サブ領域１１２０、第２サブ領域１１３０、及び第３サブ領域１１４０は、図１０の第１サブ領域１０２０、第２サブ領域１０３０、及び第３サブ領域１０４０に対応する。しかし、第１サブ領域１１２０、第２サブ領域１１３０、及び第３サブ領域１１４０は、このとき、サブ領域内の変化があるバンドを示すクロスハッチングによりマークされている。クロスハッチングマーキングのスケールは、図１１においてスライス１００５の左上に示される。例えば、第１サブ領域１１２０のクロスハッチマーキングは、ｃＴ１値の変化が−５０ｍｓから−３０ｍｓの範囲にあることを示す。
【０１０２】
図１１のプロットは、方法８００のステップ８４０に記載されるプロットに対応してよい。
【０１０３】
図１２は、図１１のクロスハッチオーバーレイを表す。先と同じく、１２００には画像１０１０が示されている。また、図１２には、図１１からの第１サブ領域１１２０、第２サブ領域１１３０、及び第３サブ領域１１４０が示されている。図１２は、画像１０１０の外にある医療スキャン画像１０００の部分が、画像１０１０及び画像１０１０内のサブ領域をより明らかに目立たせるために、プロットから捨てられている点で、図１１と相違する。
【０１０４】
図１３は、内臓の画像にわたる変化の分布を表す。
【０１０５】
図１３において１３００で示されている画像にわたる変化の分布は、画像内のスーパーピクセルにわたる変化の分布に基づいてよい。図１３で使用される形で、プロットは、示されている曲線の下に１の面積を有するように正規化されている。
【０１０６】
図１３のプロットの例では、サブ領域のほとんどが、ｃＴ１値の増大を示している。縦軸（従来の「ｙ軸」）の右にある曲線の部分を参照されたい。しかし、縦軸の左にある曲線の部分から分かるように、サブ領域のごく一部は、ｃＴ１値の減少を示している。
【０１０７】
図１３に示される医療スキャンにわたる変化の分布は、上記の方法６００、７００又は８００のいずれかから導出される情報の代替ビューを提供する。
【０１０８】
図１３に示される変化の分布には閾値が適用され得る。閾値は、閾値のために選択された値に対応する「ｃＴ１の変化（ｍｓ）」軸（従来の「ｘ軸」）上の点のある縦線として現れる。
【０１０９】
図１４は、５つの時点にわたるパーセンテージ変化を表す。
【０１１０】
図１４で、グラフ１４００は、横軸に沿って０から５としてマークされている時点を示す。第１医療画像以降のパーセンテージ変化は、縦軸に示されている。
【０１１１】
四角で表されているプロットは、第１閾値を超えるｃＴ１値の増大を示している、内臓、ここでは肝臓のパーセンテージを示す。
【０１１２】
丸で表されているプロットは、第２閾値を超えるｃＴ１値の減少を示している内臓のパーセンテージを示す。故に、例えば、時点２での第３スキャンで、内臓の１５％よりも多い部分が、第１閾値を超えるｃＴ１値の増大を示している。しかし、時点２での第３スキャンで、内臓のほんの約２％は、第２閾値を超えるｃＴ１値の減少を示している。
【０１１３】
図１４に示されるプロットは、図９のステップ９４０を参照して記載されるものの例であってよい。図１４に示されるパーセンテージ値は、上記の表２のいずれかの行に示される値と同じ一般的な形のパーセンテージ結果である。
【０１１４】
図１５は、医療スキャンの複数のサブ領域の時間にわたる展開を表す。１５００で、図１５は、６つのサブ領域を示すプロットの例を表す。サブ領域は、３Ｄプロットの「ｙ軸」と通常呼ばれている軸に沿って、図１５で「セグメント」と標記されている。３Ｄプロットの「ｘ軸」と通常呼ばれている軸上には、ベースラインｃＴ１値を確立する最初のスキャン後に異なる時点で実行された５つのスキャン「スキャン２」、・・・「スキャン５」がマークされている。
【０１１５】
ｃＴ１の変化の値は、３Ｄプロットの「ｚ軸」と通常呼ばれている軸上に示されている。図１５は、例えば、セグメント３が「スキャン２」の時間によってｃＴ１値の大幅な減少を示したことを明らかにする。また、セグメント５は、ｃＴ１値の大幅な減少を示したが、その減少の大部分は「スキャン４」の後に起こった。
【０１１６】
図１６は、本発明に従う医療スキャニングシステム１６００を表す。図１６は、医療イメージングデバイス１６１０を示す。医療イメージングデバイス１６１０はＭＲＩスキャナであってよい。医療イメージングデバイス１６１０は、医療画像データベース１６２０とリンクされる。次いで、医療画像データベース１６２０は、コンピュータシステム１６３０とリンクされる。医療イメージングデバイス１６１０、医療画像データベース１６２０、及びコンピュータシステム１６３０は一緒に、本発明の方法を実装し得る。
【０１１７】
図１６は、医療イメージングデバイス１６１０、医療画像データベース１６２０及びコンピュータシステム１６３０を示すが、本発明は、それらの要素のうちのほんの一部によって実行されてよい。例えば、本発明の方法は、医療画像データベース１６２０で保持されている様々な種類のスキャンに適用されてよい。スキャンのいくつかは、医療イメージングデバイス１６１０に由来しなくてもよく、他のソースに由来してもよい。代替的に、コンピュータシステム１６３０は、本発明による使用の目的のために取得されていない医療スキャンを含む一連のデータセットに対して本発明の方法を適用してもよい。故に、本発明は、本発明以外の目的のために収集された過去のデータセットに適用されてもよい。
【０１１８】
図１７は、本発明に従って、医療スキャニングシステム１６００の詳細を１７００で表す。図１７に示されるコンピュータシステム１６３０は、図１６に示されるコンピュータシステム１６３０に対応する。プロセッサ１７４０、通信モジュール１７５０、及び記憶ユニット１７６０は、コンピュータシステム１６３０の部分を形成している。通信モジュール１７５０は、コンピュータシステム１６３０を図１６の医療画像データベース１６２０及び医療イメージングデバイス１６１０並びに／又は医療スキャンを含むデータセットの他のソースへリンクしてよい。
【０１１９】
図１６及び図１７を考えると、プロセッサ１７４０及び医療イメージングデバイス１６０１０は一緒に、本発明の第３の態様に従う医療スキャニングシステムを提供するよう構成されてよい。医療イメージングデバイス１６１０は、異なる時点で被験者の内臓の医療スキャンを取得する。医療イメージングデバイス１６１０は、第１時点で被験者の第１医療スキャンを取得するよう構成され、第１医療スキャンは第１データセットの部分であり、第１のボクセルの組を含み、第１医療スキャンは内臓の第１画像を有する。医療イメージングデバイス１６１０はまた、第２時点で被験者の第２医療スキャンを取得するよう構成され、第２医療スキャンは第２データセットの部分であり、第２のボクセルの組を含み、第２医療スキャンは内臓の第２画像を有し、第２時点は第１時点の前又は後であってよい。
【０１２０】
プロセッサ１７４０は、
（ｉ）第１医療スキャン内の内臓の第１画像３１０の少なくとも部分を画像コンテンツに基づいて第１のサブ領域の組に分割することであり、第１のサブ領域の組の中の各サブ領域は、複数のボクセルを有する領域表現によって定義され、第１のサブ領域の組の中の他のサブ領域と重なり合わない、ことと、
（ｉｉ）内臓の第１画像３１０を分割することの前又は後で、第１医療スキャン及び第２医療スキャンをアライメントすることと、
（ｉｉｉ）第１のサブ領域の組に基づいて内臓の第２画像４１０の少なくとも部分を第２のサブ領域の組に分割することであり、第２のサブ領域の組の中の各サブ領域は、第２のボクセルの組の中の複数のボクセルを有する領域表現によって定義され、第２のサブ領域の組の中の他のサブ領域と重なり合わない、ことと、
（ｉｖ）内臓の第１画像３１０内のサブ領域についてメトリックを評価して該メトリックの第１値を供給し、内臓の第２画像４１０内の対応するサブ領域について前記メトリックを評価して該メトリックの第２値を供給することと、
（ｖ）メトリックの第１値とメトリックの第２値との間の差を評価し、それによって、第１時点と第２時点との間にサブ領域で起こった変化の指標を供給することと
によって、内臓における変化を定量化するよう構成される。
【０１２１】
上記の医療スキャニングシステム１６００は、本発明の第１の態様の方法を実装するよう構成されるが、医療スキャニングシステム１６００のプロセッサ１７４０は、更に又は代わりに、添付の請求項２で特定されている本発明の第２の態様の方法を実装するよう構成され得る。
【０１２２】
本発明の第４の態様に従って、非一時的なコンピュータプログラム製品が提供される。非一時的なコンピュータプログラム製品は、実行可能なプログラムコードが記憶されており、プログラムコードは、上記の方法のいずれかに従って内臓における変化を定量化するよう動作可能である。
【０１２３】
非一時的なコンピュータプログラム製品は、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光学記憶デバイス、磁気記憶デバイス、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）、プログラム可能リード・オンリー・メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能なプログラム可能リード・オンリー・メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能なプログラム可能リード・オンリー・メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、及びフラッシュメモリを含むグループからの少なくとも１つを有する。
【０１２４】
本発明は、添付の図面を参照して記載されてきた。しかし、本発明は、添付の図面で表されているような、本明細書で記載される具体例に限られないことが認識されるだろう。更に、本発明の表されている実施形態は、ほとんどの部分について、当業者に知られている電子部品及び回路を用いて実装され得るので、詳細は、本発明の基礎をなす概念の理解及び評価のために、かつ、本発明の教示を不明瞭に又は逸らさないように、上記の通り必要と考えられるよりも広い範囲で説明されない。
【０１２５】
本発明は、コンピュータシステムで実行されるコンピュータプログラムであって、コンピュータシステムのようなプログラム可能な装置で実行される場合に本発明に従う方法のステップを実行し、あるいは、プログラム可能な装置が本発明に従うデバイス又はシステムの機能を実行することを可能にするコード部分を少なくとも部分を含むコンピュータプログラムで実装されてよい。
【０１２６】
コンピュータプログラムは、特定のアプリケーションプログラム及び／又はオペレーティングシステムのような、命令のリストである。コンピュータプログラムは、例えば、サブルーチン、関数、プロシージャ、オブジェクトメソッド、オブジェクト実施、実行可能なアプリケーション、アプレット、サーブレット、ソースコード、オブジェクトコード、共有ライブラリ／動的負荷ライブラリ、及び／又はコンピュータシステムでの実行のために設計された命令の他のシーケンス、のうちの１つ以上を含んでよい。
【０１２７】
コンピュータプログラムは、コンピュータ可読伝送媒体を介してコンピュータシステムへ伝送されるか、あるいは、有形な非一時的コンピュータ可読記憶媒体の中に記憶されてよい。コンピュータプログラムの全て又はいくつかは、恒久的に、着脱可能に、又は遠隔で情報処理システムに結合されたコンピュータ可読媒体で提供されてもよい。
【０１２８】
コンピュータプロセスは、通常、実行（ランニング）プログラム又はプログラムの部分、現在のプログラム値及び状態情報、及びオペレーティングシステムによってプロセスの実行を管理するために使用されるリソースを含む。オペレーティングシステム（ＯＳ）は、コンピュータのリソースの共有を管理し、それらのリソースにアクセスするために使用されるインターフェイスをプログラマに提供するソフトウェアである。オペレーティングシステムは、システムデータ及びユーザ入力を処理し、タスク及び内部システムリソースをサービスとしてシステムのユーザ及びプログラムに割り当てて管理することによって応答する。
【０１２９】
コンピュータシステムは、例えば、少なくとも１つの処理ユニット、関連するメモリ、及び多数の入出力（Ｉ／Ｏ）デバイスを含んでよい。コンピュータプログラムを実行する場合に、コンピュータシステムは、コンピュータプログラムに従って情報を処理し、結果として現れる出力情報をＩ／Ｏデバイスを介して生成する。
【０１３０】
上記の明細書では、本発明は、本発明の実施形態の具体例を参照して記載されてきた。しかし、様々な改良及び変更が、添付の特許請求の範囲で示されている本発明の範囲から外れることなしに、それらの実施形態において行われ得ることは明らかである。当業者であれば、論理ブロック間の境界は、例示にすぎず、代替の実施形態は、論理ブロック又は回路素子を融合させるか、あるいは、様々な論理ブロック又は回路素子に機能性の代わりの分解を課し得ると気づくだろう。よって、本願で表されているアーキテクチャは、単なる例であり、実際には、多くの他のアーキテクチャが、同じ機能性を実現するように実装可能であることが理解されるべきである。
【０１３１】
同じ機能性を実現するための構成要素の如何なる配置も、所望の機能性が実現されるように有効に「関連付けられる」。従って、特定の機能性を実現するように組み合わされる本願の如何なる２つの構成要素も、アーキテクチャ又は中間の構成要素に関わらず、所望の機能性が実現されるように互いと「関連付けられる」と考えられ得る。同様に、そうして関連付けられた如何なる２つの構成要素も、所望の機能性を実現するよう互いに「動作上接続」又は「動作上結合」されると見なされ得る。
【０１３２】
更に、当業者であれば、上記の動作間の境界は単なる例であると気づくだろう。複数の動作は、単一の動作にまとめられてもよく、単一の動作は、更なる動作に分配されてよく、動作は、時間的に少なくとも部分的に重なり合って実行されてよい。更に、代替の実施形態は、特定の動作の複数のインスタンスを含んでもよく、動作の順序は、様々な他の実施形態で変更されてよい。
【０１３３】
なお、他の改良、変形、及び代替も可能である。明細書及び図面は、従って、制限の意味ではなく例示の意味で考えられるべきである。特段別なふうに述べられない限り、「第１」及び「第２」などの語は、そのような語が表す要素どうしを任意に区別するために使用される。よって、そのような語は、そのような要素の時間的な又は他の優先度を示すことを必ずしも意図していない。特定の手段が相互に異なる請求項に挙げられているという単なる事実は、それらの手段の組み合わせが有利に使用されえないことを示すものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ−３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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