(57)【要約】【課題】二重エネルギ造影撮像において、スペクトルが単一エネルギ型ではない場合、又は乳房組織の乳腺組織及び脂肪組織の空間的な配分のため乳房組織組成が一様でない場合に、形成される再構成画像の構造雑音を低減する。【解決手段】プログラム可能な命令は、エネルギ源（１１５）からの一つのエネルギ・スペクトルによって被撮像体（１１０）における造影剤（１１２）の１枚の画像を取得する動作と、この画像において造影剤（１１２）のピクセル・データの濃淡値を検出する動作と、この画像において検出された造影剤（１１２）のピクセル・データの複数の濃淡値に対して造影剤（１１２）の予測厚みを算出する動作と、表示器（１６５）に、図解のために造影剤（１１２）の予測厚みの図解を含む出力画像（１０５）を形成する動作とを含んでいる。【選択図】図２
2008161690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被撮像体（１１０）に注入された造影剤（１１２）の出力画像（１０５）を形成するように利用可能なイメージング・システム（１００）であって、
前記造影剤（１１２）を注入された前記被撮像体（１１０）の複数の放射線画像を形成するように利用可能な検出器（１２５）と連絡しているエネルギ源（１１５）と、
表示器（１６５）と、
該表示器（１６５）と連絡して接続されており、前記検出器（１２５）から前記取得された複数の画像を受け取るコンピュータ（１４０）であって、プロセッサ（１５０）と連絡しており該プロセッサ（１５０）により実行される複数のプログラム可能な命令を含むメモリ（１５５）を含んでいるコンピュータ（１４０）と
を備えており、前記複数のプログラム可能な命令は、
前記エネルギ源（１１５）からの一つのエネルギ・スペクトルにより前記被撮像体（１１０）における前記造影剤（１１２）の少なくとも１枚の画像を取得する動作と、
該少なくとも１枚の画像において前記造影剤（１１２）のピクセル・データの複数の濃淡値を検出する動作と、
前記少なくとも１枚の画像において検出された前記造影剤（１１２）のピクセル・データの前記複数の濃淡値に対して前記造影剤（１１２）の予測厚みを算出する動作と、
前記表示器（１６５）に、図解のために前記造影剤（１１２）の前記予測厚みの図解を含む出力画像（１０５）を形成する動作と
を含んでいる、イメージング・システム（１００）。
【請求項２】
前記少なくとも１枚の画像を取得する前記動作は、
前記エネルギ源（１１５）からの第一のエネルギ・スペクトルの下で第一の画像データを取得する動作と、
前記第一のエネルギ・スペクトルと異なる前記エネルギ源（１１５）からの第二のエネルギ・スペクトルの下で第二の画像データを取得する動作と
を含んでいる、請求項１に記載のイメージング・システム（１００）。
【請求項３】
前記プログラムされている命令は、
相異なる厚み及び相異なる形式の物質組成を有するファントム（２３０）において注入された相異なる厚みを有する前記造影剤（１１２）のピクセル・データの複数の濃淡値を含む較正画像を取得する動作と、
予め決められたエネルギ・スペクトルにおいて前記較正画像における前記造影剤（１１２）のピクセル・データの前記複数の濃淡値を検出する動作と、
前記造影剤（１１２）の前記予測厚みを算出する前記動作でのアクセスのために、前記予め決められた相異なる厚みの前記造影剤（１１２）、前記予め決められた相異なる厚みの前記ファントム（２３０）、及び前記予め決められたエネルギ・スペクトルに対して前記造影剤（１１２）のピクセル・データの前記複数の濃淡値を相関付けするテーブル（３１０）を形成して記憶する動作と
をさらに含んでおり、
前記予測厚みを算出する前記動作は、前記被撮像体（１１０）の前記少なくとも１枚の画像において検出された前記複数の濃淡値の各々について前記テーブル（３１０）から前記造影剤（１１２）の前記予測厚みを識別する動作を含んでいる、請求項１に記載のイメージング・システム（１００）。
【請求項４】
前記算出する動作は、前記較正画像において予め決められた相異なる厚みの前記造影剤（１１２）について測定されたピクセル・データの前記複数の濃淡値の前記テーブル（３１０）に対して造影剤（１１２）の一つの厚みを補間する動作を含んでいる、請求項３に記載のイメージング・システム（１００）。
【請求項５】
前記プログラムされている命令は、
予め決められた相異なる厚みのファントム（２３０）に注入されており予め決められた相異なるエネルギ・スペクトルの下で撮像された予め決められた相異なる厚みの前記造影剤（１１２）のピクセル・データの複数の濃淡値を含む較正画像を取得する動作と、
前記予め決められた相異なる厚みの前記造影剤（１１２）、前記予め決められた相異なる厚みの前記ファントム（２３０）、及び前記予め決められた相異なるエネルギ・スペクトルに対する前記較正画像における前記造影剤（１１２）のピクセル・データの濃淡値の相関を表わす数学的モデルを算出して記憶する動作と、
前記被撮像体（１１０）の前記少なくとも１枚の画像において検出された前記複数の濃淡値を前記数学的モデル入力する動作と
をさらに含んでいる、請求項１に記載のイメージング・システム（１００）。
【請求項６】
前記造影剤画像のピクセル・データの前記濃淡値を前記造影剤（１１２）の一つの厚みに対して相関付けする前記数学的モデルは、
ｙ＝Σａｉ，ｊφ（ｘｌ）ｉφ（ｘｈ）ｊ
を含んでおり、式中、
ｙは前記造影剤厚み（２８５）であり、
ｘｌは前記低エネルギ画像（４１０）における前記濃淡レベルであり、
ｘｈは前記高エネルギ画像（４１５）における前記濃淡レベルであり、
φ（ｘ）は対数ＬＵＴ関数であり、
ａｉ，ｊは較正及び模擬の少なくとも一方を通じて決定される係数である、請求項５に記載のイメージング・システム（１００）。
【請求項７】
前記エネルギ源（１１５）により放出される前記相異なるレベルのエネルギ・スペクトルを調整するように接続されている制御器（１２０）をさらに含んでいる請求項１に記載のイメージング・システム（１００）。
【請求項８】
前記コンピュータ（１４０）は、前記制御器（１２０）を調整するように連絡して接続されている、請求項７に記載のイメージング・システム（１００）。
【請求項９】
前記較正画像を取得する前記動作は、予め決められた相異なるエネルギ・スペクトルを用いて複数のファントム（２３０）の画像を取得する動作を含んでおり、各々のファントム（２３０）は他のファントム（２３０）に対して、複数の相異なる厚み、及び当該ファントム（２３０）に挿入されている複数の相異なる厚みの前記造影剤（１１２）を含んでいる、請求項１に記載のイメージング・システム（１００）。
【請求項１０】
放射線イメージング・システム（１００）により画像化される較正ファントム（２３０）であって、
少なくとも一つの厚みを有する主材料（２５２）と、
該主材料（２５２）内に位置している予め決められた厚みを有する造影剤（１１２）の少なくとも一つの挿入体（２３２）と
を含んでおり、前記造影剤（１１２）は、当該較正ファントム（２３０）の放射線画像において検出されるように利用可能である、較正ファントム（２３０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本書に記載する主題は一般的には、医用撮像に関し、さらに具体的には、乳房組織を解析するマンモグラフィに用いられるような被撮像体に注入される造影剤の画像を形成するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
二重エネルギ取得は、診断マンモグラフィを実行するのに用いられている一つの公知の方法である。二重エネルギ取得のこの一つの方法は、被撮像体の乳房組織に造影剤（例えばヨード）を注入して、エネルギ・スペクトル又はエネルギ範囲（例えばＸ線のスペクトル）を異なるものとした１対の画像を取得することを含んでいる。図１を参照して述べると、異なるエネルギ・スペクトル又は異なるエネルギ範囲を選択する一つの方法は、注入された造影剤のＫエッジ２０の各々の側からのスペクトルを選択するものである。Ｋエッジ２０は一般的には、フォトンと相互作用する原子のＫ殻の電子結合エネルギの直上のフォトン・エネルギにおいて生ずるフォトンの減弱係数の増大である。ヨード又はバリウムのような造影剤は、Ｘ線放射の吸収を強化するＫ殻結合エネルギを有する（それぞれ約３３．２ｋｅＶ及び約３７．４ｋｅＶ）。
【０００３】
二重エネルギ取得のこの一つの公知の方法によれば、低エネルギ画像と呼ばれる第一の画像が、ヨードのＫエッジ２０（約３３．２ｋｅＶ）よりも低いエネルギ範囲によって取得される（図１を参照）。この第一の画像では、乳房において注入された造影剤によって発生される放射線の減弱差は相対的に小さく、一般的には、脂肪性の乳房組織と乳腺性の乳房組織との間に高コントラストを呈する。高エネルギ画像と呼ばれる第二の画像は、造影剤のＫエッジ２０よりも高いエネルギ範囲又はエネルギ・スペクトルによって取得される。従って、第一の画像と比較して、第二の画像は、乳房組織において注入された造影剤によって発生される放射線のさらに大きい減弱差を含み、このため第二の画像は一般的には、造影剤と乳房組織との間にさらに高いコントラストを呈する。しかしながら、二重エネルギ取得を用いて取得された画像データでは、注入された造影剤の画像を取得するのに好適なエネルギ・スペクトルを用いた場合であっても造影剤が明瞭に見えない場合があることが知られている。
【特許文献１】米国特許第６４１５０１５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
二重エネルギ画像取得のこの一つの公知の方法は、Ｓが減算後の画像であるとし、ｘｈ及びｘｌがそれぞれ高エネルギ画像におけるピクセル・データの濃淡（グレイ・スケール）値及び低エネルギ画像におけるピクセル・データの濃淡値であるとすると、Ｓ＝ｌｏｇ（ｘｈ）−Ｒｌｏｇ（ｘｌ）の形態の公知の対数減算手法を含んでいる。画像を取得するのに用いられるエネルギのスペクトルが単一エネルギ型である場合には、パラメータ（Ｒ）を好適な値に調節すると、乳房組織に関連する望ましくない画像データを抑制し又は減算して、造影剤の画像データを残すことができる。しかしながら、対数減算のこの一つの公知の方法は、画像を取得するのに用いられるエネルギのスペクトルが単一エネルギ型でない場合には適当でないことが知られている。
【０００５】
このように、注入された造影剤の視覚化を強化し、上述の欠点に対処する二重エネルギ画像再構成のシステム及び方法が必要とされている。例えば、スペクトルが単一エネルギ型ではない場合、又は乳房組織の乳腺組織及び脂肪組織の空間的な配分のため乳房組織組成が一様でない場合に、形成される再構成画像の構造雑音を低減するシステムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上に述べた欠点は、本書で説明する主題の実施形態によって扱われる。
【０００７】
一実施形態によれば、被撮像体に注入された造影剤の出力画像を形成するように利用可能なイメージング・システムを提供する。このシステムは、造影剤を注入された被撮像体の複数の放射線画像を形成するように利用可能な検出器と連絡しているエネルギ源を含んでいる。システムはまた、表示器と連絡しており検出器から取得された複数の画像を受け取るコンピュータを含んでいる。コンピュータは、プロセッサと連絡しておりプロセッサによって実行される複数のプログラム可能な命令を含むメモリを含んでいる。複数のプログラム可能な命令は、エネルギ源からの一つのエネルギ・スペクトルによって被撮像体における造影剤の少なくとも１枚の画像を取得する動作と、少なくとも１枚の画像において造影剤のピクセル・データの複数の濃淡値を検出する動作と、少なくとも１枚の画像において検出された造影剤のピクセル・データの複数の濃淡値に対して造影剤の予測厚みを算出する動作と、表示器に、図解のために造影剤の予測厚みの図解を含む出力画像を形成する動作とを含んでいる。
【０００８】
もう一つの実施形態によれば、被撮像体に注入された造影剤を図解する出力画像を形成する方法を提供する。この方法は、一つのエネルギ・スペクトルの下で被撮像体の少なくとも１枚の放射線画像を取得する動作と、第一の画像及び第二の画像において造影剤のピクセル・データの複数の濃淡値を検出する動作と、第一の画像及び第二の画像において検出された造影剤のピクセル・データの複数の濃淡値に対して造影剤の予測厚みを算出する動作と、表示器に、図解のために造影剤の予測厚みの図解を含む出力画像を形成する動作とを含んでいる。
【０００９】
もう一つの実施形態によれば、放射線イメージング・システムによって画像化される較正ファントムを提供する。このファントムは、少なくとも一つの厚みを有する主材料と、主材料内に位置している予め決められた厚みを有する造影剤の少なくとも一つの挿入体とを含んでおり、造影剤は、較正ファントムの放射線画像において検出されるように利用可能である。
【００１０】
本書では、様々な範囲の実施形態について説明する。この概要に記載した観点及び利点に加えて、図面及び以下の詳細な説明を参照することにより、さらに他の観点及び利点が明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下の詳細な説明では、本書の一部を成す添付図面を参照し、これらの図面では、実施され得る特定の実施形態を説明のために示している。これらの実施形態は、当業者が実施形態を実施することを可能にするように十分に詳細に記載されており、他の実施形態を用い得ること、並びに実施形態の範囲から逸脱することなく論理的変形、機械的変形、電気的変形及び他の変形を施し得ることを理解されたい。従って、以下の詳細な説明は限定の意味で解釈されるべきでない。
【００１２】
図２は、被撮像体１１０に注入された造影剤を表わす出力画像１０５を取得して形成するように利用可能なシステム１００の一実施形態を示す。例として、造影剤１１２を注入（例えば静脈注射を介して）された被撮像体１１０を仮定する（図２を参照）。但し、他の形式の造影剤１１２を用いることもできる。
【００１３】
システム１００は一般的には、エネルギ源１１５（例えばＸ線源）と、エネルギ源１１５の出力エネルギを制御する制御器１２０と、被撮像体１１０の入力画像を取得するディジタル検出器１２５のアレイとを含んでいる。マンモグラフィのこの例では、システム１００はまた、強調撮像のために被撮像体１１０の乳房組織を圧迫するように利用可能な圧迫板１３０を含んでいる。
【００１４】
図２の説明を続ける。システム１００のエネルギ源１１５の一実施形態は、異なるエネルギ・スペクトルを用いて被撮像体の関心領域（ＲＯＩ）（破線及び参照番号１３５によって示す）の少なくとも２枚の入力画像を取得するように構成されており、これらの入力画像は、低エネルギ（すなわち造影剤１１２のＫエッジ２０（図１を参照）よりも低いエネルギ）で取得された画像、及び高エネルギ（すなわち造影剤１１２のＫエッジ２０（図１を参照）よりも高いエネルギ）で取得された画像を含んでいる。
【００１５】
システム１００はまた、検出器１２５のアレイから取得画像を受け取るように連絡しているコンピュータ１４０を含んでいる。コンピュータ１４０の一実施形態はまた、制御器１２０及び／又はエネルギ源１１５と連絡して接続されている。コンピュータ１４０は一般的には、注入された造影剤１１２の視覚化コントラストを強調した出力画像１０５を構築し又は形成すべく、取得された入力画像を処理するように構成されている。コンピュータ１４０の実施形態は一般的には、メモリ１５５に記憶されているプログラム命令を実行するように利用可能なプロセッサ１５０を含んでいる。メモリ１５５は、任意の形式の従来の記憶媒体（例えばディスク、ハード・ドライブ、及びネットワーク・データベース等）を含み得る。コンピュータはまた、入力１６０及び出力１６５を含んでいる。入力１６０はキーボード、タッチ・スクリーン等、又はコンピュータ１４０に情報を伝達するように利用可能な他の公知の形式の入力装置を含み得る。出力１６５は、コンピュータ１４０によって形成された出力画像１０５を示すように利用可能なモニタ及びタッチ・スクリーン等を含み得る。
【００１６】
被撮像体１１０に注入された造影剤１１２の再構成厚みを図解する出力画像１０５を形成するシステム１００の全体的な構成について述べたので、以下では、被撮像体１１０に注入された造影剤１１２の出力画像１０５を形成する方法２００（図３を参照）について説明する。尚、方法２００を構成する以上に述べた動作系列は変化してよく、方法２００は以下の記載の各々のあらゆる動作を含んでいなくてもよく、また方法２００は以下の記載に開示されていない追加動作を含んでいてもよいことを理解されたい。方法２００を構成する以下に述べる動作の１又は複数は、メモリ１５５に記憶されてプロセッサ１５０によって実行されるか、又はフレキシブル・ディスク又はＣＤ−ＲＯＭのような可搬型コンピュータ読み取り可能な媒体に記憶されてコンピュータ１４０によって実行されるかいずれかのコンピュータ読み取り可能なプログラム可能な命令として表わされ得る。
【００１７】
本書に述べるシステム１００及び方法２００の技術的効果は一般的には、被撮像体１１０のＲＯＩ１３５の所与の組織（例えば乳房）に注入された造影剤１１２の予測厚みの出力画像１０５を、被撮像体１１０のＲＯＩ１３５の取得された入力画像のピクセル・データの検出濃淡値、撮像された組織の厚み、撮像された組織の形式（例えば乳腺組織の対脂肪組織百分率）、並びに入力画像を取得するのに用いられた低エネルギ・スペクトル及び高エネルギ・スペクトルに依存して形成することを含んでいる。
【００１８】
例として、造影剤１１２が３３．２ｋＶのＫエッジを有するヨードを含むと仮定する（図１を参照）。図３を参照して述べると、動作２０５は一般的には、ＲＯＩ１３５の組織において注入された造影剤１１２の予測厚みを較正し又は模擬（シミュレート）する動作を含んでいる。較正又は模擬動作２０５は、コンピュータ１４０が、出力表示器１０５（図２を参照）での図解のために、取得された入力画像においてピクセル・データの検出濃淡レベルの入力データから造影剤１１２の予測厚みを算出することを可能にする。
【００１９】
較正する又は模擬する動作２０５の実施形態は、較正ファントム２３０（図４を参照）の入力画像を低エネルギ及び高エネルギにおいて取得する動作と、造影剤１１２の挿入体２３２の予め決められた厚みを、低エネルギ入力画像及び高エネルギ入力画像において取得されたピクセル・データの検出濃淡レベルの関数として結び付け、写像し、又は相関付けするアルゴリズムを形成して記憶する動作とを含んでいる。
【００２０】
図４を参照して述べると、較正ファントム２３０の実施形態は、予め決められた厚みのファントム２３０に位置する予め決められた厚みの造影剤１１２を含んでいる。較正ファントム２３０の実施形態は一般的には、造影剤１１２の１又は複数の挿入体２３２を含む熱可塑性材料（例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ））で構成されている。較正ファントム２３０はまた、較正ファントム２３０の片面又は両面に、特定の百分率の乳腺組織２４０を有する組織を表わす物質の１又は複数の予め画定されている層２４０を含み得る。物質層２４０の厚みを調節することは一般的には、被撮像体１１０（図２を参照）の乳腺組織の対脂肪組織百分率の類似の変化として作用する。代替的に、図５は、較正ファントム２５０のもう一つの実施形態が、異なる厚みのＰＭＭＡ材料２５２に位置しており被撮像体１１０（図１を参照）の様々な乳腺組織の対脂肪組織百分率に類似した画像取得特性を呈することが分かっている異なる厚みの造影剤挿入体２５１（図示）で構成され得ることを示している。ファントム２５０はまた、ＰＭＭＡ材料２５２とは異なる一連の他の物質組成２５３及び２５４を含んでいる。物質２５３は、乳腺組織０％（例えば脂肪組織１００％）の組織に対して、放射線減弱について相応又は等価である物質組成を有する。物質２５４は、乳腺組織１００％の組織に対して、放射線減弱について相応又は等価である物質組成を有する。言うまでもなく、組織２５２、２５３及び２５４の各形式の位置及び数は様々であってよい。結果的に、ファントム２３０の上述の実施形態は、乳房組織の異なる等価厚みを表わす異なる区域又は領域を有するものとして構成されていてもよいし、また異なる形式の乳腺組織対脂肪組織の物質組成百分率（例えば乳腺組織０％から乳腺組織１００％まで）、及び異なる厚みの造影剤１１２で構成されていてもよい。
【００２１】
図４はまた、検出器１２５のアレイにおいて検出される低エネルギ画像及び高エネルギ画像２６５の検出によって形成されるような較正ファントム２３０の関心領域（ＲＯＩ）２６０の取得ピクセル・データ２５５の実施形態を示す。取得ピクセル・データは例えば、ＲＯＩ２６０の内部で取得されるピクセル・データ２７０、ＲＯＩ２６０の外部で取得されるピクセル・データ２７５、及び造影剤１１２の挿入体２３２の部分厚み２８５によって画定される境界に沿って取得されるピクセル・データ２８０を含んでいる。
【００２２】
図６は、対数目盛においてテーブル又はグラフ３１０の参照点３０５として写像され又はプロットされた上述の動作２０５に従って取得されるピクセル・データの検出濃淡レベル又は濃淡値の一例を示す。較正動作２０５は、エネルギ源１１５及び／又は制御器１２０の調節を介して実行され、ファントム２３０の画像が、被撮像体１１０の画像を取得するのに用いられると期待されるものと略同じ低エネルギ及び高エネルギにおいて取得されるようにする。また、ファントム２３０（例えば約４０ｍｍに等しいもの）を構成する物質のピクセル・データの検出濃淡レベルは、被撮像体１１０（図１を参照）の組織の厚みを示すピクセル・データの濃淡レベルに略等しい。各々の参照点３０５は一般的には、被撮像体１１０の所定の組織形式（すなわち乳腺組織の百分率）及び組織厚みについて、造影剤１１２の予め決められた低エネルギ・スペクトル及び高エネルギ・スペクトルでの取得入力画像のピクセル・データの検出濃淡値に対する造影剤１１２の厚みの相関又は結び付きを表わす。取得される参照点３０５は、全体的に等間隔で離隔されるように予め決められており、変化する乳腺組織の対脂肪組織百分率を表わす軸３１５、及び変化する造影剤厚みを表わす軸３２０に関連するテーブル３１０において全体的に線形の態様で写像又はプロットするように選択されている。較正ファントム２３０における予め決められた厚み２８５の造影剤１１２と組み合わせた異なる厚み２３５の較正ファントム２３０（すなわち被撮像体１１０の異なる組織の類似として）について低エネルギ入力画像及び高エネルギ入力画像において取得されるピクセル・データの濃淡レベル又は濃淡値を取得して記憶することにより、コンピュータ１４０は、図６に示すテーブル又はプロット３１０を用いて被撮像体１１０における造影剤１１２の予測厚みを算出するように利用可能となる。
【００２３】
コンピュータ１４０は、被撮像体１１０の取得された低エネルギ入力画像及び高エネルギ入力画像のピクセル・データの濃淡レベルと共に、較正ファントム２３５における予め決められた厚みの造影剤１１２の低エネルギ入力画像及び高エネルギ入力画像の両方において取得されたピクセル・データの予測濃淡レベル又は濃淡値についての記憶された情報を組み合わせて、被撮像体１１０において造影剤１１２の予測厚みを含む出力画像１０５を算出して作成し、被撮像体１１０のＲＯＩ１３５における脂肪組織及び乳腺組織の厚みと関連する画像雑音を減算する。従って、コンピュータ１４０は、出力画像１０５から乳房組織のテクスチャの視覚化を除去して、造影剤１１２の予測厚みの強調された図解を残す。
【００２４】
一実施形態によれば、較正する動作２０５は、異なる厚みの造影剤１１２の挿入体２３２を有する異なる厚み２９０の一連のファントム２３０（図５を参照）について行なわれる。もう一つの実施形態によれば、較正する動作２０５は、変化する厚みの異なる区域を有する１体のファントム２５０（図５を参照）によって行なわれる。従って、上述の一連のファントム２３０又は単一のファントム２５０は、一連の組織の異なる形式及び厚み、並びに異なる造影剤厚みを提供する。
【００２５】
コンピュータ１４０は、被撮像体１１０のＲＯＩ１３５の画像データを取得するのに用いられる同じ又は類似の低エネルギ条件及び高エネルギ条件の下で上述のファントム（１又は複数）２３０又は２５０のピクセル化画像データを取得する際にエネルギ源１１５のエネルギを制御器１２０を介して制御する。
【００２６】
動作２０５のもう一つの実施形態は、被撮像体１１０に注入された造影剤１１２の予測厚みを模擬する数学的モデルを形成する動作を含んでいる。造影剤１１２の予測厚みを表わす数学的モデルの一実施形態は、以下の多項式関数に従うものである。
【００２７】
ｙ＝Σ（ａｉ，ｊ）φ（ｘｌ）ｉφ（ｘｈ）ｊ
式中、
ｙは造影剤厚みであり、
ｘｌは低エネルギ画像において取得されるピクセル・データの検出濃淡値であり、
ｘｈは高エネルギ画像において取得されるピクセル・データの検出濃淡値であり、
ｉ及びｊは整数であり、
φ（ｘ）は、図６に示す参照点３０５のテーブル３１０に類似した対数ルックアップ・テーブル（ＬＵＴ）の関数であって、ピクセル・データの取得濃淡値又は濃淡レベルを放射線厚み領域に写像し又は相関付けするものである。
【００２８】
コンピュータ１４０は、被撮像体１１０における造影剤１１２の予測厚みを図解する合成画像１０５を算出して構築するように、上述の数学的モデル、並びに低エネルギ及び高エネルギの下で取得されたピクセル・データの検出濃淡値を用いる。
【００２９】
ピクセル・データの濃淡値の関数として造影剤１１２の予測厚みを模擬する数学的モデルを形成する動作２０５のこの実施形態は、以下の二次式に従って係数（ａｉ，ｊ）（すなわち６個のパラメータ）を決定することを含んでいる。
【００３０】
ｙ＝ａ０，０＋ａ１，０φ（ｘｌ）＋ａ０，１φ（ｘｈ）＋ａ１，１φ（ｘｌ）φ（ｘｈ）＋ａ２，０φ（ｘｌ）２＋ａ０，２φ（ｘｈ）２
上述の数式の部分（すなわちａ０，０＋ａ１，０φ（ｘｌ）＋ａ０，１φ（ｘｈ））は一般的には、対数減算についての数学的モデルを表わしている。尚、上述の数学的モデルに対する代替として他のさらに高次の多項式を用い得ることを理解されたい。
【００３１】
コンピュータ１４０は、図６に示すものと同様に一連の参照点（ｙ，ｘｌ，ｘｈ）３０５の線形回帰分析を介して係数（ａｉ，ｊ）を算出する。一連の参照点（ｙ，ｘｌ，ｘｈ）３０５は、組織の組成及び造影剤１１２の厚みを変化させると共に取得パラメータ及び組織の厚みを定数に保つことにより確定される。
【００３２】
模擬する動作２０５のこの実施形態によれば、数学的モデルは、電位（ｋＶｐ）と、放射線発生源１１５の物質組成を表わすパラメータの値とが与えられたときのＸ線エネルギ・スペクトルの発生を模擬する。例えば、図６に示すようなテーブル３１０のデータが、低エネルギ画像取得の場合にはＭｏ／Ｍｏ２５ｋＶ、１００ｍＡｓ、及び高エネルギ画像取得の場合にはＭｏ／Ｃｕ４９ｋＶ、１６０ｍＡｓというエネルギ・スペクトルの値に従って生成されると仮定する。コンピュータ１４０は、入力を受け取ることにより、又は低エネルギ・スペクトル及び高エネルギ・スペクトルにおいて発生されたフォトンの数を算出することにより、Ｘ線スペクトルの発生を模擬するように利用可能である。モデルはまた、様々な厚みの被撮像体１１０（例えば乳房厚みを４０ｍｍと仮定する）の様々な組織を通ったＸ線エネルギ・スペクトルの減弱を模擬し、また検出器１２５によって検出されるピクセル・データの濃淡値へのＸ線エネルギ・スペクトルの変換を模擬する。この上述の模擬数学的モデルを用いると、図６の参照点（ｙ，ｘｌ，ｘｈ）３０５を模擬することができ、また参照点（ｙ，ｘｌ，ｘｈ）３０５の線形回帰分析が実行されて係数（ａｉ，ｊ）が算出される。これにより、係数（ａｉ，ｊ）は、被撮像体１１０の画像を取得するのに用いられるべき入力される低エネルギ・スペクトル及び高エネルギ・スペクトルに合わせて直接的に適応化されて算出される。
【００３３】
一旦、システム１００が造影剤１１２の予測厚みを較正し又は模擬する数学的モデルを作成し又は生成したら、方法２００は、造影剤１１２を被撮像体１１０に注入する動作３５０を含む。動作３５５は、被撮像体１１０のＲＯＩ１３５において注入された造影剤１１２について低エネルギ入力画像及び高エネルギ入力画像におけるピクセル・データの濃淡値を取得することを含んでいる。
【００３４】
生成された較正又は模擬用数学的モデルを低エネルギ画像及び高エネルギ画像における取得されたピクセル・データと組み合わせると、方法２００は、被撮像体１１０（図１を参照）のＲＯＩ１３５に関連して造影剤１１２の予測厚みの図解を含む出力画像１０５を形成する動作３６０を含む。
【００３５】
図７について説明する。例として、被撮像体１１０のＲＯＩ１３５における組織の実測厚みデータ４０２、取得データ４０５、及び取得された低エネルギ画像４１０及び高エネルギ画像４１５におけるピクセル・データがコンピュータ１４０において受領されると仮定する。動作３６０の一実施形態は一般的には、被撮像体１１０の組織の境界のピクセル・データにおいて補正を施す動作を含んでいる。補正を施す動作３６０の実施形態は一般的には、公知の態様で等化アルゴリズムを適用する動作４１８を含んでいる。等化アルゴリズムを適用する動作４１８の実施形態は、望ましくない雑音アーティファクトを低減した画像を得るように、取得された入力低エネルギ画像４１０のピクセル・データを低域通過フィルタに通すことを含んでいる。
【００３６】
動作４２０は、公知の態様で低エネルギ画像４１０に対する厚み付加（thick to add）補正を生成することを含んでいる。動作４２０は一般的には、完全なＲＯＩ（例えば乳房）１３５が一意の幅で観察され得るように、ＲＯＩ１３５の境界での組織を表わす選択された画像データの付加又は除去を模擬する。この公知の手法を用いて、厚み等化を達成するように入力取得画像に加えられる脂肪組織１００％の層の放射線厚みを表わす「厚み付加」補正が生成されて記憶される。また、厚み等化のために算出される取得画像での脂肪組織の濃淡レベルのような脂肪性組織閾値を表わすパラメータθｆも生成されて記憶される。このパラメータθｆの値は、参照点の模擬において用いられる組織（例えば乳房組織）の厚みについての仮定の変化について、脂肪組織の模擬が濃淡値θｆを帰結するように調節され得る。従って、このパラメータθｆは、取得された低エネルギ画像及び高エネルギ画像の内容に基づいて調節され得る。
【００３７】
動作４２５は、低エネルギ画像４１０についての取得データを高エネルギ画像４１５についての取得データと相関付けするモデルを生成することを含んでいる。動作４３０は、高エネルギ画像４１５用の「厚み付加」補正を生成するときに動作４２５のモデルを適用することを含んでいる。従って、ｘｈ及びｘｌをそれぞれ低エネルギ画像４１０及び高エネルギ画像４１５の濃淡値とするとφ（ｘｈ）＝αφ（ｘｌ）の形態にある低エネルギ画像４１０での濃淡レベルの関数関係として高エネルギ画像４１５での濃淡レベルを与える動作４２５の画像連鎖モデルを介して、低エネルギ画像４１０及び高エネルギ画像４１５の両方が略同じ付加厚みの物質を用いて修正される。動作４２５の画像連鎖モデルを用いて、入力された低エネルギ画像４１０及び高エネルギ画像４１５のそれぞれの取得パラメータ４０５を用いつつ組織厚みを変化させることにより、幾つかの点（ｘｌ，ｘｈ）を模擬する。αファクタは線形回帰分析によって算出され得る。
【００３８】
動作４３５及び４４０は一般的には、「厚み付加」補正を低エネルギ画像４１０及び高エネルギ画像４１５にそれぞれ加えて、補正済みの低エネルギ画像４４５及び高エネルギ画像４５０をそれぞれ形成することを含んでいる。
【００３９】
代替的には、高次多項式表現を用いて、低エネルギ画像４１０での濃淡レベルと高エネルギ画像４１５での濃淡レベルとの間の関数関係を生成することができる。
【００４０】
一旦、取得された低エネルギ画像４４５及び高エネルギ画像４５０がそれぞれの「厚み付加」手法の付加を通じて補正されたら、動作４５５は、前述の出力画像１０５と同様に、ＲＯＩ１３５の組織の図解に関連して造影剤１１２の予測厚みを表わす図解を含む出力画像４５８を形成するように、動作２０５において形成された較正又は模擬用数学的モデルを補正済みの低エネルギ画像４４５及び高エネルギ画像４５０に適用することを含んでいる。
【００４１】
動作４６０、４６５及び４７０は一般的には、動力学に関して適応構成された画像を作成するようにルックアップ・テーブル（ＬＵＴ）をそれぞれの画像４１０、４１５及び４５８に適用する。一例として、操作者は、得られる出力画像４７５が１２ビット整数のダイナミック・レンジに適合するようにＬＵＴを出力画像４５８に適用する動作４７０を選択することができる。図１及び図７を参照すると、動作３６０は、表示器１６５での図解のために出力画像４５８又は４７５を伝達することを含んでいる。
【００４２】
以上に述べたシステム１００及び方法２００は、解析（例えば乳房組織のマンモグラフィ）を受けているＲＯＩ１３５の組織を通した造影剤１１２の厚みの強化された推定を、望ましくない構造（例えば乳房組織）の効率のよい除去と組み合わせて提供する。また、システム１００及び方法２００は、システム１００の特定の状態に合わせて適応構成される迅速な較正を可能にしており、造影剤１１２の予測厚みの精度を高める。
【００４３】
本書の記載は、実例を用いて、最良の態様を含めて本書で説明されている主題を開示すると共に任意の当業者が本書で説明されている主題を作製して利用することを可能にしている。特許付与可能な主題の範囲は特許請求の範囲によって画定されており、当業者に想到される他の実例を含み得る。かかる他の実例は、特許請求の範囲の書記言語と異ならない構造要素を有している場合、又は特許請求の範囲の書記言語と僅かな差しかないような等価の構造要素を含んでいる場合には、特許請求の範囲内にあるものと看做される。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】当技術分野で公知の造影剤のＫエッジの模式図である。
【図２】被撮像体に注入された造影剤の画像を形成するように利用可能なイメージング・システムの一実施形態の模式図である。
【図３】被撮像体に注入された注入造影剤の画像を形成する方法の一実施形態のブロック図である。
【図４】出力画像において関心領域の境界に厚みを加える手法の実施形態の模式図である。
【図５】様々な厚みを有する造影剤の一連の挿入体を有する較正ファントムの実施形態の断面像の模式図である。
【図６】造影剤の予測厚みに対して対数目盛でプロットしたピクセル・データの濃淡値の参照点のテーブルの一例の図である。
【図７】造影剤の予測厚みを模擬する方法の実施形態の概略流れ図である。
【符号の説明】
【００４５】
２０  Ｋエッジ
１００  システム
１０５  出力画像
１１０  被撮像体
１１２  造影剤
１１５  エネルギ源
１２０  制御器
１２５  ディジタル検出器
１３０  圧迫板
１３５  関心領域（ＲＯＩ）
１４０  コンピュータ
１５０  プロセッサ
１５５  メモリ
１６０  入力
１６５  出力／表示
２００  方法
２０５  造影剤の予測厚みを較正／模擬する動作
２３０  較正ファントムの一実施形態
２３２  造影剤の挿入体
２３５  較正ファントム２３０の厚み
２４０  乳腺を表わす物質層
２５０  較正ファントムのもう一つの実施形態
２５１  造影剤挿入体
２５２  ＰＭＭＡ材料
２５３  乳腺組織０％に等価な物質
２５４  乳腺組織１００％に等価な物質
２６０  関心領域（ＲＯＩ）
２６５  低エネルギ・スペクトル又は高エネルギ・スペクトル
２７０  ＲＯＩ２６０の内部で取得されるピクセル・データ
２７５  ＲＯＩ２６０の外部で取得されるピクセル・データ
２８０  部分厚み２８５によって画定される境界に沿って取得されるピクセル・データ
２８５  挿入体２３２の厚み
３０５  参照点
３１０  テーブル又はグラフ又はプロット
３１５  等価％乳腺組織の線形変化
３２０  造影剤の厚みの線形変化
３５０  造影剤１１２を注入する動作
３５５  低／高画像においてピクセル・データの濃淡値を取得する動作
４０２  実測厚みデータ
４０５  取得データ
４１０  低エネルギ画像
４１５  高エネルギ画像
４１８  等化アルゴリズムを生成して適用する動作
４２０  低エネルギ画像４１０に対する「厚み付加」補正を生成する動作
４２５  低エネルギ取得及び高エネルギ取得を相関付けするモデルを生成する動作
４３０  動作４２５のモデルを適用する動作
４３５、４４０  「厚み付加」補正を加える動作
４４５、４５０  補正済みの低エネルギ画像及び高エネルギ画像
４５５  動作２０５の較正／模擬モデルを適用する
４５８  出力画像
４６０  低エネルギ画像４１０にＬＵＴを適用する動作
４６５  高エネルギ画像４１５にＬＵＴを適用する動作
４７０  出力画像４５８にＬＵＴを適用する動作
４７５  動作４７０におけるＬＵＴの適用に続く出力画像
【図１】
2008161690.tif 000003
【図２】
2008161690.tif 000004
【図３】
2008161690.tif 000005
【図４】
2008161690.tif 000006
【図５】
2008161690.tif 000007
【図６】
2008161690.tif 000008
【図７】
2008161690.tif 000009