(57)【要約】【課題】  コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングにおいて、頭部及び頚部の異常を検出関する。【解決手段】  データを取得するための方法は、データを収集するためにマルチエネルギ・コンピュータ断層撮影（ＭＥＣＴ）システム（１０）を使用して、患者の頭部及び頚部の少なくとも一方をスキャンすることを含む。本願発明の一態様においては、ＭＥＣＴのコンピュータは、放射線源及び放射線検出器に結合され、患者の頭部スキャンの第１のエネルギースペクトルに関するデータを受け取り、頭部スキャンの第２のエネルギースペクトルに関するデータを受け取り、患者の脳血液容量及び脳血流の少なくとも一方の画像を生成するように構成される。【選択図】      図１
2004160228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線源（１４）と、
放射線検出器（２０）と、
前記放射線源及び前記放射線検出器に結合されたコンピュータ（３６）と、
を含み、
前記コンピュータが、
患者の頭部スキャンの第１のエネルギースペクトルに関するデータを受け取り、
前記頭部スキャンの第２のエネルギースペクトルに関するデータを受け取り、
患者の脳血液容量及び脳血流の少なくとも一方の画像を生成し、
受け取ったデータに基づいて脳血流の平均通過時間を計算するように構成されていることを特徴とするマルチエネルギ・コンピュータ断層撮影（ＭＥＣＴ）システム（１０）。
【請求項２】
前記コンピュータ（３６）が更に、前記受け取ったデータのコンプトン及び光電分解を実行して、改善された灰白質及び白質コントラストを提供するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のＭＥＣＴシステム（１０）。
【請求項３】
前記コンピュータ（３６）が更に、前記受け取ったデータの基準要素分解（ＢＭＤ）を実行して、脳の全体組織における脳萎縮容積を測定するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のＭＥＣＴシステム（１０）。
【請求項４】
前記コンピュータ（３６）が更に、前記受け取ったデータの基準要素分解（ＢＭＤ）を実行して、患者の軽度認識障害状態とアルツハイマー病（ＡＤ）状態とを識別するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のＭＥＣＴシステム（１０）。
【請求項５】
放射線源（１４）と、
放射線検出器（２０）と、
前記放射線源及び前記放射線検出器に結合されたコンピュータ（３６）と、
を含み、
前記コンピュータが、
患者の頭部及び頚部の少なくとも一方のスキャンの第１のエネルギースペクトルに関するデータを受け取り、
前記スキャンの第２のエネルギースペクトルに関するデータを受け取り、
前記受け取ったデータに基づいてタッギングリガンドの位置付けを生成するように構成されていることを特徴とするマルチエネルギ・コンピュータ断層撮影（ＭＥＣＴ）システム（１０）。
【請求項６】
放射線源（１４）と、
放射線検出器（２０）と、
前記放射線源及び前記放射線検出器に結合されたコンピュータ（３６）と、
を含み、
前記コンピュータが、
患者の頭部及び頚部の少なくとも一方のスキャンの第１のエネルギースペクトルに関するデータを受け取り、
前記スキャンの第２のエネルギースペクトルに関するデータを受け取り、
前記受け取ったデータに基づいてラベル付けされた薬剤を検出するように構成されていることを特徴とするマルチエネルギ・コンピュータ断層撮影（ＭＥＣＴ）システム（１０）。
【請求項７】
放射線源（１４）と、
放射線検出器（２０）と、
前記放射線源及び前記放射線検出器に結合されたコンピュータ（３６）と、
を含み、
前記コンピュータが、
患者の頭部スキャンの第１のエネルギースペクトルに関するデータを受け取り、
前記スキャンの第２のエネルギースペクトルに関するデータを受け取り、
前記受け取ったデータに基づいてラベル付けされた特定の薬剤の受容体により放出される神経伝達物質に対して親和性を有するタッギングされたリガンドの位置を生成し、
前記受け取ったデータに基づいてラベル付けされた薬剤を検出し、該ラベル付けされた薬剤の分布及び神経伝達物質の濃度を同時にモニタするように構成されていることを特徴とするマルチエネルギ・コンピュータ断層撮影（ＭＥＣＴ）システム（１０）。
【請求項８】
放射線源（１４）と、
放射線検出器（２０）と、
前記放射線源及び前記放射線検出器に結合されたコンピュータ（３６）と、
を含み、
前記コンピュータが、
患者の頭部スキャンの第１のエネルギースペクトルに関するデータを受け取り、
前記スキャンの第２のエネルギースペクトルに関するデータを受け取り、
前記受け取ったデータの基準要素分解（ＢＭＤ）を実行して、頚動脈内のプラークを特徴付けるように構成されていることを特徴とするマルチエネルギ・コンピュータ断層撮影（ＭＥＣＴ）システム（１０）。
【請求項９】
放射線源（１４）と、
放射線検出器（２０）と、
前記放射線源及び前記放射線検出器に結合されたコンピュータ（３６）と、
を含み、
前記コンピュータが、
患者の頭部スキャンの第１のエネルギースペクトルに関するデータを受け取り、
前記スキャンの第２のエネルギースペクトルに関するデータを受け取り、
前記受け取ったデータに基づいて、組織を癌組織又は非癌組織として分類するように構成されていることを特徴とするマルチエネルギ・コンピュータ断層撮影（ＭＥＣＴ）システム（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングに関し、より具体的には、頭部及び頚部異常の検出及び診断の方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＴ技術における最近の進歩（より早いスキャン速度、複数の検出器列によるより広い可能範囲）にも拘わらず、エネルギー分解能に関しては未解決であり、すなわち、Ｘ線源からのＸ線フォトンエネルギースペクトルは広く、ＣＴ検出システムのエネルギー分解能は不十分である。所定の被検体を透過するＸ線の減衰は一定ではない。むしろＸ線の減衰は、Ｘ線フォトンエネルギーに大きく依存する。この物理現象は、例えば不均一性、シェーディング（暗影）、及びストリーク（縞）のようなビーム・ハードニングアーチファクトとして画像内に現れる。ビーム・ハードニングアーチファクトには容易に補正できるものもあるが、除去（すなわち補正）が困難なものもある。一般に、このような問題に対処する公知の方法は、（１）水に類似した物質からビーム・ハードニングを除去するように、各ＣＴ機を入念に較正する水較正法、及び（２）骨を第１の通過画像内で分離し、次いで骨からのビーム・ハードニングを第２の通過において補正する反復骨補正法を含む。しかしながら、水や骨以外の金属や造影剤のような物質からのビーム・ハードニングは、補正するのが困難である。又、上記の補正方法を用いたとしても、従来のＣＴは定量的な画像値を提供しないばかりか、異なる位置にある同一物質は異なるＣＴ値を示すことが多い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のＣＴの別の欠点は、物質の特徴付けが十分でないことである。例えば、減衰度の高い低密度の物質は、減衰度の低い高密度の物質と同じＣＴ値を画像内に生じる可能性がある。従って、単にＣＴ値のみに基づいては物質の構成を洞察することは殆ど又は全くできない。少なくとも現在入手可能な最先端のＣＴスキャナは、解剖学的情報を提供することに限定されている。頭部及び頚部のスキャンにおいては、このようなスキャナにより生成された画像は、相当なレベルの画像アーチファクトと不正確なＣＴ値を示す。これらの限界により、高度な診断におけるＣＴ装置の利用が妨げられている。従って、本明細書で説明する方法及び装置は、頭部及び頚部の異常の検出及び診断に対処するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様においては、データを取得する方法が提供される。この方法は、データを取得するためにマルチエネルギ・コンピュータ断層撮影（ＭＥＣＴ）システムを使用して、患者の頭部及び頚部の少なくとも一方をスキャンすることを含む。
【０００５】
別の態様において、マルチエネルギ・コンピュータ断層撮影（ＭＥＣＴ）システムが提供される。このＭＥＣＴは、放射線源と、放射線検出器と、放射線源及び放射線検出器に結合されたコンピュータとを含む。このコンピュータは、患者の頭部スキャンの第１のエネルギースペクトルに関するデータを受け取り、頭部スキャンの第２のエネルギースペクトルに関するデータを受け取り、患者の脳血液容量及び脳血流の少なくとも一方の画像を生成するように構成される。
【０００６】
更に別の態様において、マルチエネルギ・コンピュータ断層撮影（ＭＥＣＴ）システムが提供される。このＭＥＣＴは、放射線源と、放射線検出器と、放射線源及び放射線検出器に結合されたコンピュータとを含む。このコンピュータは、患者の頭部及び頚部の少なくとも一方のスキャンの第１のエネルギースペクトルに関するデータを受け取り、スキャンの第２のエネルギースペクトルに関するデータを受け取り、受け取ったデータに基づいてタッギングリガンドの位置付けを生成するように構成される。
【０００７】
更に別の態様において、マルチエネルギ・コンピュータ断層撮影（ＭＥＣＴ）システムが提供される。このＭＥＣＴは、放射線源と、放射線検出器と、放射線源及び放射線検出器に結合されたコンピュータとを含む。このコンピュータは、患者の頭部及び頚部の少なくとも一方のスキャンの第１のエネルギースペクトルに関するデータを受け取り、スキャンの第２のエネルギースペクトルに関するデータを受け取り、受け取ったデータに基づいてラベル付けされた薬剤を検出するように構成される。
更に別の態様において、マルチエネルギ・コンピュータ断層撮影（ＭＥＣＴ）システムが提供される。このＭＥＣＴは、放射線源と、放射線検出器と、放射線源及び放射線検出器に結合されたコンピュータとを含む。このコンピュータは、患者の頭部スキャンの第１のエネルギースペクトルに関するデータを受け取り、スキャンの第２のエネルギースペクトルに関するデータを受け取り、受け取ったデータに基づいてラベル付けされた特定の薬剤の受容体により放出される神経伝達物質に対して親和力を有するタッギングされたリガンドの位置を生成し、受け取ったデータに基づいてラベル付けされた薬剤を検出して、ラベル付けされた薬剤の分布及び神経伝達物質の濃度を同時にモニタするように構成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
ここに述べる方法及び装置は、Ｘ線と物質の相互作用の基本特性を利用した新規な方法を採用することにより、患者の頭部及び頚部部位における異常の検出及び診断に対処するものである。各射線軌道に対して異なる平均Ｘ線エネルギーを有する複数の測定値が収集される。以下においてより詳細に説明するように、これらの測定値に対して基準要素分解（ＢＭＤ）とコンプトン及び光電分解が行われる場合には、精度及び特徴付けの改善を可能にする追加的な情報が得られる。
【０００９】
幾つかの公知のＣＴイメージングシステム構成においては、Ｘ線源は、扇形ビームを投射し、一般に「イメージング平面」と呼ばれるデカルト座標系のＸ−Ｙ平面内に位置するようにコリメートされる。Ｘ線ビームは、患者などの撮像しようとする被検体を透過する。該ビームは、被検体によって減衰した後、放射線検出器アレイ上に入射する。検出器アレイで受け取った減衰した放射線ビームの強度は、被検体によるＸ線ビームの減衰度に依存する。検出器アレイの各検出器素子は、その検出器位置におけるビーム強度の測定値である個別の電気信号を発生する。全ての検出器からの強度測定値は、個別に収集されて透過プロファイルを生成する。
【００１０】
第３世代のＣＴシステムにおいては、Ｘ線源及び検出器アレイは、Ｘ線ビームが被検体と交差する角度が一定に変化するように、イメージング平面内で撮像しようとする被検体の周りをガントリと共に回転する。あるガントリ角度で検出器アレイから得られる一群のＸ線減衰測定値、すなわち投影データを、「ビュー（ｖｉｅｗ）」という。被検体の「スキャン」は、Ｘ線源及び検出器が１回転する間に様々なガントリ角度、すなわちビュー角度で得られるビューの集合を含む。
【００１１】
アキシャルスキャンでは、投影データを処理して被検体を透過させて得た２次元スライスに対応する画像を構成する。一組の投影データから画像を再構成するための１つの方法は、当技術分野においてフィルタ補正逆投影法（ｆｉｌｔｅｒｅｄ  ｂａｃｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）と呼ばれている。この処理方法は、スキャンから得られた減衰測定値を、「ＣＴ値」、又は「ハウンスフィールド単位」と呼ばれる整数に変換し、これらの整数を用いて陰極線管表示装置上の対応するピクセルの輝度を制御する。
【００１２】
全スキャン時間を短縮するために、「ヘリカル」スキャンを行うことができる。「ヘリカルスキャン」を行うためには、所定数のスライスについてのデータが収集されている間に、患者を移動させる。このようなシステムは、１回の扇形ビームヘリカルスキャンから単一の螺旋を生成する。扇形ビームにより描出された螺旋は投影データが得られ、該投影データから各所定スライスにおける画像を再構成することができる。
【００１３】
ヘリカルスキャンのための再構成アルゴリズムは通常は、収集されたデータをビュー角度及び検出器チャネル指数の関数として重み付けするヘリカル重み付けアルゴリズムを使用する。具体的には、フィルタ補正逆投影処理に先立って、ガントリ角度及び検出器角度の両方の関数であるヘリカル重み係数に従ってデータを重み付けする。次いで、重み付けされたデータを処理してＣＴ値を生成し、被検体を透過して得られた２次元スライスに対応する画像を構成する。
【００１４】
全収集時間を更に短縮するために、マルチスライスＣＴが導入された。マルチスライスＣＴにおいては、どのような時間においても複数列の投影データが同時に収集される。ヘリカルスキャンモードと組み合わせると、このシステムは、単一螺旋のコーン・ビーム投影データを生成する。単一スライスヘリカル重み付け方式と同様に、フィルタ補正逆投影アルゴリズムに先立って、投影データに重みを乗ずる方法を導出することができる。
【００１５】
此処で用いられるように、単数形で表記された構成要素又はステップは、特に明記しない限り、複数の構成要素及びステップを除外するものでは無いことを理解されるべきである。更に、本発明の「一実施形態」という表現は、言及された特徴を組み込む別の実施形態の存在を排除するものとして解釈されることを意図するものでは無い。
【００１６】
同様に此処で使用される語句「画像を再構成する」は、画像を表すデータが生成されるが可視画像は存在しない、本発明の実施形態を排除することを意図するものではない。しかしながら多くの実施形態は、少なくとも１つの可視画像を生成する（又は生成するように構成される）。
【００１７】
本明細書では、エネルギー識別式（マルチエネルギとして知られている）コンピュータ断層撮影（ＭＥＣＴ）システムを使用して、頭部や頚部の組織及び骨における組織異常、潅流異常、及び機能異常を検出する方法及び装置が説明される。最初にＭＥＣＴシステム１０について説明し、次いでＭＥＣＴシステム１０を用いた頭部及び頚部への適用について説明する。
【００１８】
エネルギー識別式（マルチエネルギ）ＣＴシステム１０
図１及び２を参照すると、例えばマルチエネルギ・コンピュータ断層撮影（ＭＥＣＴ）イメージングシステム１０のようなマルチエネルギ・マルチスライス・スキャン・イメージングシステムは、「第３世代」のＣＴイメージングシステムに典型的なガントリ１２を含むものとして示されている。ガントリ１２は、検出器アレイ１８に向けてＸ線ビーム１６を投射するＸ線源１４を有し、該検出器アレイは、ガントリの該Ｘ線源に対向する側にある。検出器アレイ１８は、複数の検出器素子２０を含む複数の検出器列（図示せず）によって形成され、該複数の検出器素子は一体となって患者２２のような被検体を透過する投射されたＸ線を感知する。各検出器素子２０は、入射するＸ線ビームの強度を表し、従ってＸ線ビームが被検体、すなわち患者２２を透過する時のビームの減衰度を推定するのに使用可能な電気信号を発生させる。Ｘ線投影データを収集するためのスキャンの間に、ガントリ１２及び該ガントリ内に装着された構成部品は、回転中心２４の周りを回転する。図２は、単一の列の検出器素子２０（すなわち１つの検出器列）だけが示されている。しかしながら、マルチスライス検出器アレイ１８は、複数の平行な検出器列を含み、これにより１回のスキャンの間に複数の準平行スライス又は平行スライスに対応する投影データを同時に収集することができる。
【００１９】
ガントリ１２上の構成部品の回転及びＸ線源１４の動作は、ＣＴシステム１０の制御機構２６により制御される。制御機構２６は、Ｘ線源１４に電力及びタイミング信号を供給するＸ線制御装置２８と、ガントリ１２上の構成部品の回転速度及び位置を制御するガントリモータ制御装置３０とを含む。制御機構２６内のデータ収集システム（ＤＡＳ）３２は、検出器素子２０からのアナログデータをサンプリングし、後続の処理のために該データをデジタル信号に変換する。画像再構成装置３４が、サンプリングされデジタル化されたＸ線データをＤＡＳ３２から受け取って高速画像再構成を行う。再構成された画像は、コンピュータ３６に入力として供給され、コンピュータ３６は、該画像を記憶装置３８に格納する。画像再構成装置３４は、特殊なハードウエア又はコンピュータ３６上で実行可能なコンピュータプログラムとすることができる。
【００２０】
コンピュータ３６はまた、キーボードを有するコンソール４０を介してオペレータから指令及びスキャンパラメータを受け取る。付随する陰極線管表示装置４２により、オペレータは再構成された画像及びコンピュータ３６からの他のデータを観測することができる。オペレータが供給する指令及びパラメータは、コンピュータ３６によって用いられて、ＤＡＳ３２、Ｘ線制御装置２８、及びガントリモータ制御装置３０に制御信号及び情報を与える。加えて、コンピュータ３６は、テーブルモータ制御装置４４を作動させてモータ式テーブル４６を制御し、ガントリ１２内に患者２２を位置付ける。具体的には、テーブル４６は患者２２の部分をガントリ開口４８の中に移動させる。
【００２１】
一実施形態においては、コンピュータ３６は、フレキシブルディスク又はＣＤ−ＲＯＭのようなコンピュータ可読媒体５２から命令及び／又はデータを読み取るための、例えばフレキシブルディスクドライブ又はＣＤ−ＲＯＭドライブのような装置５０を含む。別の実施形態においては、コンピュータ３６は、ファームウエア（図示せず）内に格納された命令を実行する。コンピュータ３６は、此処で説明する機能を実行するようにプログラムされるが、此処で用いられる用語「コンピュータ」は、当該技術分野においてコンピュータと呼ばれるそのような集積回路だけに限定されるものではなく、広く、コンピュータ、プロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラマブルロジックコントローラ、特定用途向け専用集積回路、及び他のプログラマブル回路を指しており、本明細書においてはこれらの用語は互換可能に使用される。ＣＴイメージングシステム１０は、エネルギー識別式（マルチエネルギとしても知られる）コンピュータ断層撮影（ＭＥＣＴ）システムであり、該ＣＴシステム１０では、種々のＸ線スペクトルに応答するように構成されている。これにより異なるＸ線管電位の投影を連続して収集する従来の第３世代ＣＴシステムによって達成することができる。例えば、例えば８０ｋＶｐと１６０ｋＶｐの電位で作動する２回のスキャンが、連続して又はインターリーブ式で収集される。或いは、Ｘ線源と検出器との間に特殊なフィルタを配置して、種々の検出器列が種々のＸ線エネルギースペクトルの投影を収集するようにする。或いは、連続して又はインターリーブ式に収集される２回のスキャンのために、Ｘ線スペクトルを形作る特殊なフィルタを使用しても良い。更に別の実施形態においては、エネルギーを感知する検出器を使用して、検出器に到達する各Ｘ線フォトンをフォトンエネルギーによって記録するようにする。上述の特定の実施形態は、第３世代のＣＴシステム１０に言及したものであるが、此処で述べる各方法は、第４世代のＣＴシステム（検出器が静止しており、Ｘ線源が回転する）及び第５世代のＣＴシステム（検出器とＸ線源とが静止している）に対しても等しく適用される。
【００２２】
エネルギー識別式ＣＴ（ＭＥＣＴ）は、従来のＣＴに関連する問題（エネルギー識別及び物質特徴付けの欠如）を低減もしくは排除することができる。被検体の散乱が無い場合には、システム１０は、フォトンエネルギースペクトルの２つの領域、すなわち入射Ｘ線スペクトルの低エネルギー部分と高エネルギー部分とを別々に検出することだけが必要である。他のどのようなエネルギーにおける動作も、この２つのエネルギー領域からの信号に基づいて導き出すことができる。この現象は、医用ＣＴにとって関心のあるエネルギー領域においては、（１）コンプトン散乱及び（２）光電効果という２つの物理現象によってＸ線減衰が支配されるという基本的事実によってなされる。Ｘ線減衰の下での被検体の行動を特徴付けるために必要なことは、２つの独立したパラメータを測定することだけである。従って、２つのエネルギー領域から検出される信号は、撮像されようとしている被検体のエネルギー依存性を解くために使用可能な十分な情報を提供する。
【００２３】
ＭＥＣＴにおいて使用されるデータ分析は、以下のコンプトン及び光電分解と、基準要素分解（ＢＭＤ）とを含む。
【００２４】
コンプトン及び光電分解：
従来のＣＴ画像においてそうであるように全体の減衰係数を得る代わりに、コンプトン及び光電処理からの別々の減衰を表す１対の画像がＭＥＣＴ１０を使用して得られる。また、アルゴリズムを僅かに変更することによって、有効な原子番号Ｚと密度とを表す画像を生じさせることができる。
【００２５】
基準要素分解（ＢＭＤ）：
この方法は、任意の所定の物質のＸ線減衰度（医用ＣＴのためのエネルギー領域における）は、他の２つの所定の物質の適当な密度混合により表すことができるという考えに基づくものである。これら２つの物質は、基準要素と呼ばれる。ＢＭＤにより、各々が基準要素の内の一方の等価密度を表している２つのＣＴ画像を得ることができる。密度はＸ線フォトンエネルギーとは独立していることから、これらの画像には必然的にビーム・ハードニングアーチファクトがない。他方、基準要素の選択を行い、関心のある特定の物質をターゲットにして、従って画像コントラストを増強する。
【００２６】
マルチエネルギＣＴシステムを最適化するためには、スペクトル分離が大きいほど画像品質が良い点に留意されたい。また、これら２つのエネルギー領域におけるフォトン統計値も同様である必要があり、そうでない場合には、不十分な統計領域により画像ノイズが目立つことになる。
【００２７】
マルチエネルギ測定値を得るには、幾つかの方法があり、（１）２つの区別されるエネルギースペクトルを用いてスキャンすること、（２）検出器における透過深度に従ってフォトンエネルギーを検出すること、及び（３）フォトンを計数することである。フォトンの計数により、クリーンなスペクトル分離と、フォトン統計値を均衡させるための調節可能なエネルギー分離点とを提供する。
【００２８】
マルチエネルギＣＴシステム１０を用いたエネルギー識別の頭部及び頚部への適用
本発明は、上述の原理を頭部及び頚部の検査に適用する。特にＭＥＣＴシステム１０は、以下の特徴のセットを有するＣＴ画像を生成するために利用される。
【００２９】
（Ａ）より良好なビーム・ハードニング補正を実行することによるＣＴ値の精度の改善。これにより、頭部画像に関して定量的検査を行うことが可能になる。この特徴における重要な応用例の１つとして潅流検査がある。当該技術分野においてよく知られているように、潅流検査では、脳血液量、脳血流、及び平均通過時間が測定され、梗塞した組織から治癒可能な組織を識別する。この測定は、コントラスト強調脳検査においてＣＴ値変化を常にモニタすることによって行われる。ＣＴ値の精度が改善されると、潅流測定精度もまた改善される。
【００３０】
（Ｂ）コンプトン及び光電分解を行うことによる灰白質と白質のコントラストの改善。頭部ＣＴスキャンにおける１つの性能パラメータは、脳内の灰白質と白質との区別であることが知られている。光電相互作用の確率ＰPhotoelectricは、原子番号Ｚの三乗に比例する。その結果、原子番号に小差を有する組織は、光電効果の確率に大きな差異をもたらすことになる。これによって、Ｘ線フォトンの吸収に差が生じ、異なる組織間でより大きなコントラストが得られる。
【００３１】
（Ｃ）骨に対するビーム・ハードニング補正を改善することによる画像アーチファクトの低減。頭部スキャンにおいて、骨は投影を正確に推測する際の誤差の原因となる。これは、シェーディング（暗影）・アーチファクト及びストリーキング（縞）・アーチファクト、並びにＣＴ値の不正確さを招く。マルチエネルギ及びＢＭＤを利用することにより、ＢＭＤの精度に応じて、患者の頭部及び頚部におけるビーム・ハードニング作用を低減又は排除することができる。これは、画像アーチファクトの低減と、より正確なＣＴ値をもたらす。
【００３２】
（Ｄ）組織の特徴付けを実行する能力。ＢＭＤの原理を用いると、能力が増大して、異なる疾患組織を分類し分離することができる。脳組織を識別する能力を用いて、多発性硬化症（ＭＳ）やアルツハイマー病（ＡＤ）などの脳疾患に関して識別し、測定し、診断し、及び治療をモニタすることができる。脳内の白質病変部の大きさ及び数は、ＭＥＣＴシステム１０を用いて測定することができる。ＭＥＣＴシステム１０は、従来の磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）測定値よりも改善された空間解像度をもたらし、ＭＲＩスキャンにおいて存在する輝度及び形状のスケーリングアーチファクトを回避することになる。また、アルツハイマー病（ＡＤ）の検出及び病期分類は、ＭＥＣＴの自動化又は半自動化された定量的分析により行うことができる。脳の全体組織（例えば、脳脊髄液、灰白質／白質、頭蓋腔）内、又は脳の基礎組織（例えば、脳室、側脳室、海馬、扁桃体、嗅内皮質）における脳萎縮容積を定量的に測定するためにＭＥＣＴシステム１０を使用することにより、高度に正確なＡＤ臨床計測用具が提供される。脳組織の容積測定値を使用することにより、正常な被検者と軽度認識障害を持つ人とＡＤの人とを識別することができる。疾患の病期は１回のスキャンによって、或いは長い時間をかけて複数回のスキャンを行い、脳組織の容積変化を測定することによって評価される。
【００３３】
（Ｅ）癌病変の検出及び分類の改善。ＭＥＣＴシステム１０におけるＸ線の異なるエネルギースペクトルに対する正常組織と異常組織（癌病変と非癌病変のような）の異なる減衰特性を用いると、脳内の小さな異常結節を検出することができる。更に、検出された異常結節を癌病変又は非癌病変として分類することができ、及び癌病変の病期分類を行うことができる。
【００３４】
（Ｆ）中枢神経系（ＣＮＳ）のドーパミン又はセロトニン受容体のような特定の脳受容体に対する親和性と特異性とを有し、ＣＴにより検出可能な元素のイオンを含む媒体を有するリガンドのタッギング。ＭＥＣＴは、特定の受容体に対する高い親和性と選択性とを有する神経伝達物質又は他の化合物に結合するコントラスト増強剤の検出を高め、従って化学的不均衡及び／又は神経機能不全の診断を可能にする。これにより診断から予後及び／又は治療へと拡張することができる。医師は、造影剤化合物を含有する上記リガンドで特定の受容体をターゲットにする薬剤をラベリングすることにより、治療薬の効果を辿ることができる。ＭＥＣＴ１０は、「ラベル付けされた」薬剤の検出を高めて、これにより治療効果のモニタを可能にする。更に、薬剤分子と、受容体、及び／又は神経伝達物質リガンドのタッギングにおいて、種々の造影剤化合物を使用することができる。この実施形態においては、ＭＥＣＴ１０は、種々の造影剤を識別すること、従って、薬剤の分布、及びターゲットされた受容体の動態に対する薬剤の効果、及び／又は神経伝達物質の分布と濃度の同時モニタを可能にすることにおいて使用される。薬剤の送達及び効力に関するより正確なモニタは、薬剤開発サイクルの短縮につながる。
【００３５】
（Ｇ）抗体及び／又は特定腫瘍の他のターゲット剤にタッギングする造影剤と組み合わせたＭＥＣＴシステム１０は、腫瘍と正常組織との差異を強調させることができ、従って診断を改善する。この応用例も、治療及び／又は予後に拡張することができる。薬剤送達システムを腫瘍専用リガンドに結合することも可能であろう。ＭＥＣＴにより達成される改善された画像品質及び感度は、薬剤送達システムの分布を画像化する能力を有する。一実施形態においては、薬剤送達システムは、Ｘ線及び／又は他の手段により活性化されて、ＭＥＣＴにより可能となる極めて局所化された正確な方法で治療成分を放出する。
【００３６】
（Ｈ）ＭＥＣＴ１０は、頚動脈スキャンにおいて使用された場合には、より良好なプラーク特徴付けを可能にする。従来のＣＴスキャナを利用した臨床作業においては、従来のＣＴスキャナは頚動脈内におけるプラークの存在は検出できるが、そのプラークを安定であるか不安定であるかに関して区分することは困難であるか、及び／又は不可能であることが多い。ＢＭＤを使用することにより、プラークの特徴を識別することができ、適切な治療を施すことが可能となる。
【００３７】
（Ｉ）ＭＥＣＴ１０は、スポーツ傷害におけるような頚部支持組織の震とうや、頭部及び頚部の骨折をより良好に可視化することができる。従来のＣＴスキャナを利用した臨床作業においては、従来のＣＴスキャナは、頭部及び頚部における震とう及び骨折は検出できるが、組織の正常な変化をマイクロ骨折及び軟骨の断裂のような特定の損傷と区分することは困難である場合が多い。ＢＭＤを使用して軟組織を除去した骨画像を提供することにより、頭部及び頚部の損傷をより良好に識別して、適正な治療を施すことができる。
【００３８】
（Ｋ）ＭＥＣＴ１０は、頚部及び頭蓋における転移性骨病変のような骨に関する異常成長をより良好に検出することを可能にする。従来のＣＴスキャナを利用した臨床作業においては、従来のＣＴスキャナは、頚部及び頭部における震とう及び骨折は検出できるが、組織の正常な変化をマイクロ骨折及び軟骨の断裂のような特定の損傷と区分することは困難である場合が多い。ＢＭＤを使用して軟組織を除去した骨画像を提供することにより、頭部及び頚部の骨に関する異常成長をより良好に検出して、適正な治療を施すことができる。
【００３９】
本発明を様々な特定の実施形態に関して説明してきたが、当業者であれば添付の請求項の精神及び範囲内で変更して本発明を実施することができる点を理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】ＭＥＣＴイメージングシステムの絵画図。
【図２】図１に示すシステムの略ブロック図。
【符号の説明】
【００４１】
１０  マルチエネルギ・コンピュータ断層撮影（ＭＥＣＴ）システム
１２  ガントリ
１４  Ｘ線源
１６  Ｘ線ビーム
１８  検出器アレイ
２０  検出器素子
２２  患者
２４  ガントリ１２の回転中心
２６  制御機構
２８  Ｘ線制御装置
３０  ガントリモータ制御装置
３２  データ収集システム（ＤＡＳ）
３４  画像再構成装置
３６  コンピュータ
３８  記憶装置
４０  コンソール
４２  陰極線管表示装置
４４  テーブルモータ制御装置
４６  テーブル
４８  ガントリ開口
５０  フレキシブルディスク又はＣＤドライブ
５２  記憶媒体
【図１】
2004160228.tif 000003
【図２】
2004160228.tif 000004