(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非造影コンピュータ断層撮影スキャン、造影コンピュータ断層撮影スキャン及び前記造影コンピュータ断層撮影スキャンと同時に取得されるスペクトルコンピュータ断層撮影データから造影剤濃度マップを生成する方法であって、
ａ．前記非造影コンピュータ断層撮影スキャン、前記造影コンピュータ断層撮影スキャン及び前記スペクトルコンピュータ断層撮影データから少なくとも２つの異なる一次造影剤濃度マップを生成するステップと、
ｂ．各一次造影剤濃度マップの局部的品質分析を実行するステップと、
ｃ．各一次造影剤濃度マップに対する局部的な体積的重みを前記局部的品質分析に基づいて決定するステップと、
ｄ．新たな造影剤濃度マップを前記少なくとも２つの一次造影剤濃度マップ及びこれらマップの対応する局部的な体積的重みに基づいて生成するステップと、
を有する、方法。
【請求項２】
前記一次造影剤濃度マップのうちの少なくとも１つが、前記非造影コンピュータ断層撮影スキャン及び前記造影コンピュータ断層撮影スキャンの画像データに対して、体積的空間位置合わせステップ及び画像減算ステップを実行することにより得られる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記造影コンピュータ断層撮影スキャンで得た画像ボリューム及び前記スペクトルコンピュータ断層撮影データから仮想非造影画像ボリュームを計算し、前記非造影コンピュータ断層撮影スキャンで得た画像ボリュームを前記仮想非造影画像ボリュームに変形することを可能にする変形関数を計算し、該変形関数を前記造影コンピュータ断層撮影スキャンで得た画像ボリュームに適用することにより、前記体積的空間位置合わせステップを改善するステップを有する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記新たな造影剤濃度マップを生成するステップは、
ａ．前記体積的空間位置合わせステップ及び前記画像減算ステップを実行することにより得られる一次造影剤濃度マップを他の一次造影剤濃度マップからの情報を用いて改善するステップと、
ｂ．前記改善を行った一次造影剤濃度マップを前記造影コンピュータ断層撮影スキャンの画像データから減算して、改変された非造影コンピュータ断層撮影スキャンを得るステップと、
ｃ．前記改変された非造影コンピュータ断層撮影スキャン及び前記造影コンピュータ断層撮影スキャンの画像データに対して、体積的空間位置合わせステップ及び画像減算ステップを実行するステップと、
を有する、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記一次造影剤濃度マップのうちの少なくとも１つが、前記スペクトルコンピュータ断層撮影データのみから得られる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記スペクトルコンピュータ断層撮影データから得られた一次造影剤濃度マップの前記局部的品質分析が、局部的放射線量レベルを考慮するステップを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記局部的放射線量レベルが、スキャンパラメータから計算される線量マップから得られる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記非造影コンピュータ断層撮影スキャン及び前記造影コンピュータ断層撮影スキャンの少なくとも一方が低線量スキャンである、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記局部的品質分析及び前記対応する局部的な体積的重み付けが前記一次造影剤濃度マップの各ボクセルに対して実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
各一次造影剤濃度マップのマップ値が、前記新たな造影剤濃度マップの生成の前に適応化及び／又は正規化される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記一次造影剤濃度マップのうちの少なくとも１つの前記局部的品質分析が、局部的画像ノイズ推定、一群の隣接するピクセルに対する標準偏差測定、微細構造若しくは形状解析、局部的画像アーチファクト分析、空間解像度分析、局部的空間周波数若しくは波長解析、又は予め定められた範囲から外れるマップ値又はマップ値勾配の分析から選択される技術を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記一次造影剤濃度マップの各々における前記局部的な体積的重みの間の滑らかな移行が形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
医療用撮像装置と通信する装置であって、
ａ．非造影コンピュータ断層撮影スキャン、造影コンピュータ断層撮影スキャン及び前記造影コンピュータ断層撮影スキャンと同時に取得されるスペクトルコンピュータ断層撮影データから少なくとも２つの異なる一次造影剤濃度マップを生成し；各一次造影剤濃度マップの局部的品質分析を実行し；各一次造影剤濃度マップに対する局部的な体積的重みを前記局部的品質分析に基づいて決定し；新たな造影剤濃度マップを前記少なくとも２つの一次造影剤濃度マップ及びこれらマップの対応する局部的な体積的重みに基づいて生成するプロセッサと、
ｂ．前記新たな造影剤濃度マップを表示する手段と、
を有する、装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法を実施する装置を有する、コンピュータ断層撮影スキャナ。
【請求項１５】
プロセッサにより実行された場合に該プロセッサに請求項１に記載の方法を実施させるコンピュータ読取可能な命令によりコード化された、非一時的コンピュータ読取可能記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、造影剤濃度マップを生成する方法に関する。本発明は、医療用撮像装置と通信するように構成された装置、コンピュータ断層撮影スキャナ及びコンピュータ読取可能な記憶媒体にも関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ断層撮影応用分野において、ヨード造影剤に基づく“ヨードマップ”又はガドリニウム、バリウム、ビスマス若しくは金等の余り一般的でない薬剤に基づく他のマップ等の造影剤濃度マップは、多くの疾病及び臨床状態の診断精度を向上させる際に非常に有用であり得る。このようなヨードマップを生成するための２つの基本的アプローチが知られており、各アプローチは賛否両論を持つ。第１のアプローチは、造影剤を投与し又は投与しない２つの通常のコンピュータ断層撮影スキャンを利用する。これらスキャンは、造影前（pre-contrast）及び造影後（post-contrast）コンピュータ断層撮影スキャンとも呼ばれる。画像減算が後続する体積的空間位置合わせを適用することにより、造影剤マップが生成される（即ち、造影後画像−造影前画像である）。第２のアプローチは、単一のスペクトルコンピュータ断層撮影スキャンから造影剤マップを直接生成するものである。デュアルエネルギ又は光子計数ベース等のスペクトルコンピュータ断層撮影は、造影剤を生体物質から定量的に区別する能力を有している。
【０００３】
スペクトルコンピュータ断層撮影技術に関する位置合わせ減算法の幾つかの利点が存在する。先ず第１に、同じ放射線量に対するコントラスト対雑音比（ＣＮＲ）は、関連するデュアルエネルギヨードマップにおけるよりも約３倍高い。この一層高いＣＮＲは、例えば、血液又は軟組織ＨＵに対するヨード強調の間のハウンズフィールド単位（ＨＵ）差分が、デュアルレイヤコンピュータ断層撮影（１２０ｋＶｐで動作される）における高エネルギ第２レイヤ画像に対する低エネルギ第１レイヤ画像におけるヨード強調の間の差分よりも約３倍高いという事実から理解することができる。この比較は、２つの技術の間の全体の線量の等化が、従来のコンピュータ断層撮影画像（２スキャン減算プロトコルにおける）及びシングルレイヤ画像（デュアルエネルギシングルスキャンプロトコルにおける）の各々のオリジナルの信号対雑音をおおよそ同じレベルにするという考慮を含んでいる。
【０００４】
更に、２スキャンプロトコルにおいては、臨床診断のために真の非造影画像が利用可能である。この画像は、特に低線量コンピュータ断層撮影スキャンにおいては、デュアルエネルギ仮想非造影画像より通常は大幅に良好である。
【０００５】
加えて、位置合わせ減算技術においては、骨及びカルシウム識別及び削除を、時には、シングルスキャンスペクトルコンピュータ断層撮影におけるよりも大幅に正確に実施することができる。このことは、造影剤濃度が、骨及びカルシウムが同じに留まるのに反して、造影前及び造影後スキャンの間で大きく変化することによるものである。
【０００６】
結局のところ、デュアルエネルギヨードマップ及び仮想非造影（ＶＮＣ）画像は、特に低線量スペクトルコンピュータ断層撮影スキャンにおいては著しい不正確さ及びアーチファクトを被る傾向がある。
【０００７】
上記２スキャン技術の欠点は、非常に正確な体積的空間位置合わせが必要とされることである。相当に優秀な位置合わせアルゴリズムが市場及び研究において既に利用可能であるが、位置合わせ結果は依然として多くの場合において十分に正確ではなく、減算結果に誤位置合わせアーチファクトが存在する。
【０００８】
加えて、２つのスキャンを実行することは、スペクトルコンピュータ断層撮影で単一の造影剤スキャンのみを実行することより、幾らか一層複雑で時間の掛かる臨床作業及び患者計画を必要とする。
【０００９】
両技術の限界は、ヨードマップの外見を改善するために、両技術において、取得されたヨードマップからノイズ及びアーチファクトを低減するために相対的に強いフィルタを適用することが普通であり、これらの技術は、時には、当該マップの空間解像度及び相対的に低いヨード濃度の小さな特徴構造及び構造の検出可能性を大幅に悪化させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、既存の各方法を、これらの各欠点を克服するように組み合わせることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、非造影（非コントラスト強調）コンピュータ断層撮影スキャン、造影（コントラスト強調）コンピュータ断層撮影スキャン及び対応するスペクトルコンピュータ断層撮影データから造影剤濃度マップを生成する方法に関するもので、該方法は、
ａ．前記非造影コンピュータ断層撮影スキャン、前記造影コンピュータ断層撮影スキャン及び前記対応するスペクトルコンピュータ断層撮影データから少なくとも２つの異なる一次造影剤濃度マップを生成するステップと、
ｂ．各一次造影剤濃度マップの局部的品質分析を実行するステップと、
ｃ．各一次造影剤濃度マップに対する局部的な体積的重みを前記局部的品質分析に基づいて決定するステップと、
ｄ．二次造影剤濃度マップを前記２つの一次造影剤濃度マップ及びこれらマップの対応する局部的な体積的重みに基づいて生成するステップと、
を有する。
【００１２】
好ましい実施態様において、少なくとも前記造影スキャンは、通常の造影コンピュータ断層撮影画像及びスペクトルコンピュータ断層撮影データの両方を発生させるためにスペクトルコンピュータ断層撮影モードで実行される。
【００１３】
“局部的分析”とは、単一ボクセルの寸法を含む如何なる寸法をも有することが可能な幾つかのボクセル群に対して実行される分析と理解されるべきである。分析されたボクセル群は、全体の造影剤濃度マップの区画を形成するか、又は形成しないものとすることができる。即ち、局部的分析は全体のマップ又は該マップの一部のみに関するものであり得る。当該分析は、“局部的な体積的重み”を対応するボクセル群に割り当てることができるように実行される。該対応するボクセル群は、当該“局部的分析”を受けたものと同一のボクセル群又は別の組のボクセル群とすることができる。最後のステップは、典型的に、両一次マップの加重平均である二次マップを生成し、該加重平均演算が算出された重みを考慮に入れることにある。
【００１４】
好ましい実施態様において、前記一次造影剤濃度マップのうちの少なくとも１つは、前記非造影コンピュータ断層撮影スキャン及び前記造影コンピュータ断層撮影スキャンに対して体積的空間位置合わせステップ及び画像減算ステップを実行することにより得られる。当該位置合わせアルゴリズムは、弾性、アファイン又は剛性位置合わせに関する技術を利用することができる。この場合、当該方法は、前記体積的空間位置合わせステップを、前記造影コンピュータ断層撮影スキャン及び／又は前記スペクトルコンピュータ断層撮影データから仮想非造影画像ボリュームを計算し、前記非造影コンピュータ断層撮影スキャン画像ボリュームを前記仮想非造影画像ボリュームに変形することを可能にする変形関数を計算し、該変形関数を前記造影コンピュータ断層撮影スキャン画像ボリュームに適用することにより改善するステップを更に有することができる。確かなことに、空間位置合わせ精度は造影剤濃度マップを生成する位置合わせ−減算方法の重大な制約であり、利用可能なスペクトルデータから賢い方法で利益を得ることは興味深いことである。前記位置合わせステップを改善する他の方法は、
ａ．体積的空間位置合わせステップ及び画像減算ステップを実行することにより得られる一次造影剤濃度マップを、他の一次造影剤濃度マップからの情報を用いて改善するステップと、
ｂ．該造影剤濃度マップを前記造影コンピュータ断層撮影スキャン画像ボリュームから減算して、改変された非造影コンピュータ断層撮影画像ボリュームを得るステップと、
ｃ．前記改変された非造影コンピュータ断層撮影画像ボリューム及び前記造影コンピュータ断層撮影スキャン画像ボリュームに対して体積的空間位置合わせステップ及び画像減算ステップを実行することにより新たな造影剤濃度マップを生成するステップと、
からなるステップを更に追加することである。
【００１５】
好ましい実施態様において、前記一次造影剤濃度マップのうちの少なくとも１つは、前記スペクトルコンピュータ断層撮影データのみから得られる。
【００１６】
この場合、前記スペクトルコンピュータ断層撮影データのみから得られた一次造影剤濃度マップの前記局部的品質分析は、局部的放射線量レベルを考慮するステップを有することができる。例えば、該局部的放射線量レベルは、スキャンパラメータ及びツールから、好ましくは計算された線量マップから得ることができる。
【００１７】
典型的に、前記非造影コンピュータ断層撮影スキャン及び前記造影コンピュータ断層撮影スキャンの少なくとも一方は低線量スキャンとすることができる。実際のところ、一次スキャンは、通常、粗い分析のためにのみ必要とされ、従って一層低い線量ほど良い。
【００１８】
前記局部的品質分析及び前記対応する局部的な体積的重み付けは、前記一次造影剤濃度マップの各ボクセルに対して実行することができる。これは、実際に、分析されるボクセル群が単一のボクセルの寸法を持つ前述したケースに相当する。
【００１９】
各一次造影剤濃度マップの尺度又は単位は、前記二次造影剤濃度マップの生成の前に適応化及び／又は正規化することができる。
【００２０】
前記一次造影剤濃度マップのうちの少なくとも１つの前記局部的品質分析は、局部的画像ノイズ推定、一群の隣接するピクセルに対する標準偏差測定、微細構造若しくは形状解析、局部的画像アーチファクト分析、空間解像度分析、局部的空間周波数若しくは波長解析、又は予め定められた限界外のマップ値若しくは値勾配の分析等の技術を有することができる。
【００２１】
前記一次造影剤濃度マップの各々における前記局部的な体積的重みの間の滑らかな移行を形成することができる。このことは、最終的マップの可読性を向上させ得るが、幾つかの血管の壁等の幾つかの不連続性をぼかし得る。かくして、このような機能を、関連する平滑化の量を加重することができる分割アルゴリズムと結合することが興味深い。
【００２２】
本発明は、医療用撮像装置と通信するように構成された装置にも関するものであり、該装置は、
ａ．非造影コンピュータ断層撮影スキャン、造影コンピュータ断層撮影スキャン及び対応するスペクトルコンピュータ断層撮影データから少なくとも２つの異なる一次造影剤濃度マップを生成し；各一次造影剤濃度マップの局部的品質分析を実行し；各一次造影剤濃度マップに対する局部的な体積的重みを前記局部的品質分析に基づいて決定し；二次造影剤濃度マップを前記２つの一次造影剤濃度マップ及びこれらマップの対応する局部的な体積的重みに基づいて生成するように構成されたプロセッサと、
ｂ．前記二次造影剤濃度マップを表示する手段と、
を有する。
【００２３】
本発明は、本発明による方法を実施するように構成された装置を有するコンピュータ断層撮影スキャナにも関するものである。
【００２４】
本発明は、プロセッサにより実行された場合に該プロセッサに本発明による方法を実施させるコンピュータ読取可能な命令によりコード化されたコンピュータ読取可能な記憶媒体にも関するものである。
【００２５】
本発明の更なる態様及び実施態様は、当業者であれば、後述する詳細な説明を精読及び理解することにより認識されるであろう。数々の付加的利点及び利益は、当業者によれば、好ましい実施態様の後述する詳細な説明を精読すれば明らかとなるであろう。
【００２６】
本発明は、本発明の実施態様の後述する詳細な説明を精読することにより、且つ、添付図面を精査することにより一層良好に理解されるであろう。
【００２７】
本発明は、種々の構成要素及び構成要素の配置で、並びに種々の処理動作及び処理動作の構成で具現化し得る。図面は、好ましい実施態様を図示する目的のためだけのものであり、本発明を限定するものと見なされるべきではない。より良く描くために、特定のフィーチャは削除され得るか又は寸法は実寸通りではない場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、典型的又はスペクトル型コンピュータ断層撮影スキャナである。
【図２】図２は、本発明の好ましい実施態様による方法の概略フローチャートを示す。
【図３】図３は、図２の一次造影剤濃度マップの画像強度を示す。
【図４】図４は、図２の方法により取得された一次造影剤濃度マップの臨床例を示す。
【図５】図５は、図２の方法の一次造影剤濃度の１つを得るために空間位置合わせ精度を改善する１つの方法を示すフローチャートである。
【図６】図６は、図２の方法の一次造影剤濃度の１つを得るために空間位置合わせ精度を改善する他の方法を示すフローチャートである。
【図７】図７は、図２による方法の組み合わせステップを更に詳細に示すフローチャートである。
【図８】図８は、図２による方法の組み合わせステップを更に詳細に示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナ等の例示的撮像システム１００を概略的に示している。撮像システム１００は、回転ガントリ１０２及び静止ガントリ１０４を含んでいる。回転ガントリ１０２は静止ガントリ１０４により回転可能に支持されている。回転ガントリ１０２は、長軸又はｚ軸を中心として検査領域１０６の周りに回転するよう構成される。撮像システム１００は更に被検者支持部１０７を有し、該支持部１０７は走査の前、中及び／又は後において被検者又は被写体を検査領域１０６内で支持する。被検者支持部１０７は当該被検者又は被写体を検査領域１０６に装填し及び／又は検査領域１０６からとりだすために使用することもできる。撮像システム１００はＸ線管等の放射源１１２を更に含み、該放射源は回転ガントリ１０２により回転可能に支持される。放射源１１２は、回転ガントリ１０２と共に検査領域１０６の周りを回転すると共に、検査領域１０６を横切る放射を発生及び放出するよう構成される。一例において、放射源１１２は積分期間及び／又はそれ以外内において２以上の放出電圧（例えば、８０及び１４０ｋＶｐ、８０、１００及び１２０ｋＶｐ等）の間で放出電圧を切り換えるように構成される。変形例において、撮像システム１００は異なる放出電圧において放射を放出する複数の放射源１１２を含む。他の変形例において、放射源１１２は単一の広域スペクトルＸ線管を含む。撮像システム１００は、更に、放射源コントローラ１１４を含むことができる。この場合、該放射源コントローラ１１４は、発生される放射束を変調するように構成される。例えば、放射源コントローラ１１４は、当該放射束を変調するために、選択的に放射源１１２のカソード加熱電流を変化させ、放射源１１２の電子流を阻止するために電荷を供給し、放出された放射をフィルタし、等々を行うことができる。図示された例において、放射源コントローラ１１４は当該放射束を予め定められた変調パターンに基づいて変調する。
【００３０】
撮像システム１００は、放射感知検出器ピクセル１１６の一次元又は二次元アレイ１１５を更に含んでいる。ピクセル１１６は、検査領域１０６を跨いで放射源１１２と対向して配置され、検査領域１０６を横切った放射を検出し、該放射を示す電気信号（投影データ）を発生する。一実施態様において、ピクセル１１６は直接変換光子計数検出器ピクセルを含む。このようなピクセルによれば、発生される信号は、検出された光子のエネルギを示すピーク振幅又はピーク高を有する電流又は電圧を含む。上記直接変換光子計数検出器ピクセルは、CdTe，CdZnTe，Si，Ge，GaAs又は他の直接変換物質等の如何なる好適な直接変換物質を含むこともできる。
【００３１】
他の実施態様において、検出器アレイ１１５は、放射源１１２に対して検査領域１０６の反対側で或る角度の弧にわたって延びる。該検出器アレイ１１５は、検査領域１０６を横切る放射を検出し、該放射を示す信号（投影データ）を発生する。当該放射源電圧が少なくとも２つの放出電圧の間で切り換えられ、及び／又は２以上のＸ線管が２つの異なる放出電圧において放射を放出する場合、検出器アレイ１１５は、これら放射源電圧の各々に関する信号を発生する。単一の広域スペクトルＸ線管の場合、検出器アレイ１１５は、斯かる信号を生成するエネルギ分解検出器（例えば、多層シンチレータ／フォトダイオード、直接変換光子計数、等）を含む。
【００３２】
再構成プロセッサは、上記信号を、再構成アルゴリズムメモリ又は何れかに記憶された１以上のスペクトルベースの分解アルゴリズムにより再構成する。上記アルゴリズムのうちの少なくとも１つを使用する該再構成プロセッサは、異なる画像ベースに対応する２組以上の体積的画像データを含むスペクトル体積的画像データを生成する。例えば、デュアルエネルギの場合、これらのベースは、光電／コンプトン散乱対、水／ヨウ素対（又は他の物質ベースの対）、２つの異なる有効ｋｅＶＸ線エネルギ対、等であり得る。他の例において、光子計数ＣＴによれば、当該再構成プロセッサは、例えば３以上のエネルギ窓が存在する場合、ｋエッジ画像ベースを含む２以上の画像ベースを発生することができる。該再構成プロセッサは非スペクトル体積的画像データを発生することもできる。
【００３３】
図２は、本発明による好まし実施態様の概略フローチャートである。該実施態様は、特に完全に診断的な非造影画像に加えて高品質ヨードマップが必要とされる臨床状況においてスペクトルＣＴスキャナを最適な態様で使用するための方法である。該方法は、スペクトルＣＴ結果が品質の劣化を被り得る低線量スキャンに特に関係するものであり得る。キーとなるアイデアは、当該２つの方法の何れかから別々に達成され得るものより優れたヨードマップを提供するために、位置合わせ減算技術からの及びスペクトル解析技術からの相補的情報を組み合わせることである。入力される非造影コンピュータ断層撮影スキャン及び造影コンピュータ断層撮影スキャン並びに対応する利用可能なスペクトルデータから、２つの造影剤（例えば、ヨード）濃度マップが得られる。第１マップは従来の減算−位置合わせ方法を介してのものである一方、第２マップは上記スペクトルデータから導出される。両方法は、導入部分で説明されたものである。最終的に、これら２つのマップは二次造影剤濃度マップを生成するために組み合わされる。このステップは、図７及び図８において更に詳細に説明される。
【００３４】
図３は、上記２つの技術から導出された造影剤マップの間の根本的差異を示す（明瞭化のために、１Ｄ画像プロファイルのみが示されている）。曲線３０１は、位置合わせ−減算マップの結果であり、局所化された領域に大きなエラーを生じさせる残存した誤位置合わせアーチファクト３３０を伴っている。位置合わせが良好である他の領域において、該造影剤マップは良好な品質を示している。点線曲線３１１及び３１２は、曲線３０１を計算するために使用された造影及び非造影画像に各々対応している。曲線３１２は誤って位置合わせされているので、空間的誤位置合わせずれが重大なアーチファクト３３０を生じさせている。
【００３５】
曲線３０２は、造影スキャンのみから導出されたスペクトル解析の結果である。局部的な鋭いアーチファクトは存在しないが、全体的ノイズは、実際の構造として解釈され得るような幾らかの低周波数ノイズを含み、著しく高い。
【００３６】
提案される方法における狙いは、この図示に関しては、上記２つの不十分な品質の曲線から最適化され且つ改善された曲線を発生させることである。
【００３７】
造影剤濃度マップの対応する臨床例が図４に示されている。図４のａ、ｂ及びｃは、従来のコンピュータ断層撮影スキャンから位置合わせ−減算技術を介して取得されたヨード濃度マップの例を示す。図４のｄ及びｅは、スペクトルデュアルエネルギコンピュータ断層撮影スキャンから取得されたヨード濃度マップの例を示す。
【００３８】
本発明の一態様においては、位置合わせ−減算法を介して取得された造影剤濃度マップの空間位置合わせ精度を改善することができる。造影前及び造影後スキャンの間の空間位置合わせ問題は、時には、造影剤投与後の局部的ハウンズフィールド単位（ＨＵ）の変化による画像不一致により影響される。スペクトルコンピュータ断層撮影は、実質的に非コントラスト強調を示す画像を用いることにより一層正確な位置合わせを実行することを支援することができ、その場合、上記画像は実際に造影されたスキャンから、又は、そうでなければ、反復方式で位置合わせアーチファクトを補正することにより導出される。これら２つのオプションは、図５及び図６のフローチャートに示される。
【００３９】
図５においては、位置合わせ減算マップの処理のための位置合わせ精度を改善するために、スペクトル仮想非造影画像（ＶＮＣ）ボリューム（最初に計算される）が使用される。このオプションは、使用されているスペクトルコンピュータ断層撮影システムが高品質のＶＮＣ結果を提供する場合、又は高造影剤濃度により造影前スキャン及び造影後スキャンの間に非常に大きなＨＵ変化が存在する臨床プロトコルに特に適し得る。
【００４０】
図６において、初期位置合わせ−減算マップはスペクトルマップからの情報を用いて補正される。補正された位置合わせ−減算マップが造影画像から減算されて、一種の“従来の”仮想非造影マップを形成し、該マップは造影前画像ボリュームと位置合わせされる。造影剤強調の仮想的削除は、より良好な位置合わせ結果を助けることができる。改善された変形フィールドが、改善された位置合わせ−減算マップを生成するために使用され、これが最終マップとして使用される。この方式においては空間位置合わせが２つの反復処理として実行されること指摘することが興味深い。
【００４１】
図７及び図８は、２つのマップ型を最適に組み合わせる方法ステップを示す。図７においては、位置合わせ−減算マップ及びスペクトルマップが先ず独立に計算される。組み合わせ造影剤濃度マップは、上記位置合わせ−減算マップからの及びスペクトルマップからの相補的情報を用いて直接生成される。太枠内のブロックは、図８において更に詳述される。
【００４２】
図８のフローチャートは、位置合わせ−減算マップからの及びスペクトルマップからの値を重み付けすることにより組み合わせ造影剤マップを如何にして生成するかのオプションを示す。キーポイントは、上記２つのマップの各々に関して局部的マップ品質の分析がなされ、それに従って体積的重みが導出されることである。例えば、１つのマップにおいて局部的マップ品質が低く、第２のマップにおいて局部的品質が高い場合、組み合わせ重みは高品質のマップに有利にする。“局部的”なる文言は、各画像ピクセル又は一群のピクセル若しくはボクセル、又はそれ以外で決定された関心領域を記述する。
【００４３】
オプションとして、当該２つの方法からのマップの尺度又は単位は、組み合わせの前に適応化し又は正規化することができる。
【００４４】
ＣＴにおける空間的位置合わせの局部的信頼レベルは、文献“Supervised quality assessment of medical image registration: Application to intra-patient CT lung registration”, S.E. Muenzing etal., Medical Image Analysis, Dec. 2012に公開された方法等の幾つかの既知の技術により評価することができる。
【００４５】
スペクトル分析の局部的信頼レベルは、放射線レベル及び造影剤濃度の範囲に関する既知で事前測定されたシステム限界を考慮することにより評価することができる。局部的線量レベルは、計算された線量マップ等のスキャンパラメータ及びツールから得ることができる。
【００４６】
オプションとして、２つのマップの重みの間の滑らかな移行は、２つの重み分布の特別な平滑化により発生させることができる。
【００４７】
以上、本発明を図面及び上記記載において詳細に図示及び説明したが、このような図示及び説明は解説的又は例示的であって、限定するものでないと見なされるべきである。即ち、本発明は論じられた実施態様に限定されるものではない。
【００４８】
開示された実施態様に対する他の変形例は、当業者によれば、請求項に記載された本発明を実施する際に図面、本開示及び添付請求項の精査から理解し、実施することができる。請求項において、“有する”なる文言は他の要素又はステップを排除するものではなく、単数形は複数を排除するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットは、請求項に記載された幾つかの項目の機能を満たすことができる。特定の手段が互いに異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせを有利に使用することができないということを示すものではない。請求項における如何なる符号も、当該範囲を限定するものと見なしてはならない。
【図１】
0006684909.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
0006684909.tif 000006
【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図４ｅ】
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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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