(57)【要約】【課題】  器官対象物を通り時間及び空間で変化する物理的現象の画像表示を取得する。【解決手段】  対象物は、ボクセルのセットと各ボクセルに関連するパラメータ関数とによって表されて、このボクセルの現象の時間的進展をモデル化するようにし、当該方法は、当該装置が対象物の周囲を回転する間に、所与の測定時間で所与の投影方向に沿って収集された２Ｄ投影から対象物の３Ｄ画像を構成可能なＸ線イメージング装置に好適である。当該装置によって所与の測定時間で所与の方向に沿って収集された２Ｄ投影は、一般に３Ｄ画像を構成する目的だけのためにアクセスされ、対象物の各ボクセルに関連するパラメータ関数が２Ｄ投影から正確に求められる。【選択図】      図１
2005160102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を通り時間及び空間で変化する物理現象の画像表示を取得する方法であって、該被検体がボクセルのセットと該ボクセル内の前記現象の時間的進展をモデル化するための各ボクセルに関連するパラメータ関数とによって表され、
前記方法が、
収集された前記被検体の２Ｄ投影に３Ｄ画像を構成するため所与の測定時間に所与の向きに沿ってアクセスすることと、
前記２Ｄ投影から前記被検体の各ボクセルに関連するパラメータ関数を正確に決定することと、
を含む方法。
【請求項２】
２Ｄ投影を表す各画像において、投影収集のための所与の測定時間で、当該ピクセルを通過し所与の測定方向に対応する投影線に位置している被検体のボクセルによって、画像を構成する各ピクセルの強度を被検体を透過する放射線の吸収と関連付ける操作を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
各ボクセルに関連するパラメータ関数の決定が、
【数１】
2005160102.tif 000006
の形式の式のセットの解を含み、ここでＩｐ（ｘ、ｙ）は所与の測定時間ｔｐにおいて所与の投影方向に沿って収集された２Ｄ投影を表す画像のピクセルの強度を表し、（ｉ、ｊ、ｋ）は空間座標を表し、ｈｉｊｋ（ｐ１、ｐ２…ｐｎ、ｔｐ）は座標（ｉ、ｊ、ｋ）のボクセルに関連するパラメータｐ１、ｐ２…ｐｎの関数を表し、λｉｊｋは座標（ｉ、ｊ、ｋ）のボクセルが投影線上か否かに応じて０又は１の値である係数を表すことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記決定段階が、傾斜法によって実行されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項５】
前記決定段階を適用する開始点を識別するために収集された２Ｄ投影の断層撮影再構成を提供することを含む請求項１から４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
前記決定段階の前に、画像に共通の情報を削除するために、所与の方向に沿った物理的現象が存在する状態で収集された２Ｄ投影を表す各画像から、同じ所与の距離に沿って前記現象が存在しない状態で収集された前記被検体の画像をサブトラクションすることを含む請求項１から５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
前記観察される現象が造影剤の拡散現象であり、前記被検体の各ボクセルに関連するパラメータ関数が、組織のインパルス応答関数とボクセルへの造影剤入力関数間の畳み込みであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の方法。
【請求項８】
インパルス応答関数が、パラメータＡ、μ、及びｔ０を有し、造影剤が注入される瞬間ｔ０の前は０に等しく、ｔがｔ０より大きいときに式Ａ（ｔ−ｔ０）ｅｘｐ−（ｔ−ｔ０）／μを有する減少指数関数であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載される方法。
【請求項９】
造影剤が拡散する血管の円筒の形状の局所的モデルを構成することと、
前記円筒を通る造影剤の流れをモデル化することと、
前記モデル化及び利用可能な種々の投影から造影剤入力関数を推定することと、
を含む請求項１から８のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１０】
前記造影剤の注入を動脈内で実行することと、前記造影剤入力関数がディラック関数であることとを含む請求項７又は８のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１１】
被検体を通り時間及び空間で変化する物理的現象の画像表示を取得する装置であって、前記被検体が、ボクセルのセットと、各ボクセルに関連するパラメータ関数とによって表され、
前記装置が、
前記装置が前記被検体の周りを回転する間に、所与の測定時間で所与の投影方向に沿って収集された２Ｄ放射線投影から前記被検体の３Ｄ画像を構成可能なイメージング装置と、
２Ｄ投影にアクセスする手段と、
前記２Ｄ投影から、前記被検体の各ボクセルに関連するパラメータ関数を正確に求める手段と、
を含む装置。
【請求項１２】
前記被検体を通り物理的現象の時間的進展の表現を表示するディスプレイ・モジュールを含む請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記イメージング装置が、前記被検体の静脈内又は動脈内に注入された造影剤の存在を観察することができることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記イメージング装置が血管Ｃ型アームを含むことを特徴とする請求項１１から１３の１つに記載の装置。
【請求項１５】
前記血管Ｃ型アームが、少なくとも１８０度の円弧に沿って前記被検体の周りを一方向の次に他方向に交互に回転して駆動され、前記被検体の連続するワイパー型スキャンを実行できるようにすることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記血管Ｃ型アームが、連続回転モードで前記被検体の周りを回転して駆動され、被検体の連続する完全スキャンを実行できるようにすることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
請求項１から１０の任意の請求項に記載される方法を実施する手段を含む請求項１１から１６のいずれか１つに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、被検体を通り時間及び空間で変化する物理的現象の観察を可能にするイメージングの方法及び装置に関する。本発明の実施形態は、器官対象物の医用イメージングの方法及び装置に関する。本発明の実施形態は、より具体的には、観察される現象の動力学に対して十分に短時間で該対象物の３Ｄ画像を収集することのできない、血管Ｃ型アーム型などのイメージング装置を用いる過渡現象の観察に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に言えば、患者などの被検体の状態を動的生理学的現象の検討の支援の下で診断することが可能である。すなわち、人体の器官などの器官対象物内部で生成物の拡散を追跡することは一般的である。実際に、生成物は、健全な組織又は疾患組織の中を同じ様には拡散しない。このようにして、生成物の拡散を観察することで、特定の組織の状態に関する情報の取得を可能にすることができる。
【０００３】
血管造影撮影法は、診断又は治療のために血管を不透明にして該血管を観察するために造影剤などの生成物を血管に注入することを含む医用イメージング方法である。血管造影撮影法により、外科的手術を実行する必要がなく、静脈及び動脈の病変を観察することが可能になる。血管造影撮影法に用いられる造影剤（又は薬剤）は、一般にヨウ素を含有する放射線不透過性物質である。また、患者の体内に造影剤を静脈注入又は動脈注入で投与して、患者の脳又は心臓の機能を観察することが可能である。
【０００４】
望ましい結果は、患者の体内、より正確には患者の特定の器官（又はその器官の領域）内での造影剤の経時的拡散を３次元で表すデータ及び／又は動的画像を得ることである。すなわち、過渡的な生理現象の表示の取得には、器官対象物を通る物質の空間的及び時間的双方の分散を表す４次元データを取得することが必要である。
【０００５】
動的現象は、一般に、パラメータ・モデルを用いて説明される。このモデルにおいて、（ｘ、ｙ、ｚ）は３つの空間座標であり、ｔが時間である場合の関数Ｆ（ｘ、ｙ、ｚ、ｔ）を考える。この関数Ｆは、例えば、与えられた生成物の濃度を、３次元空間で時間に対応して表すものである。典型的な実施例は、患者の動脈又は静脈流内に注入された造影剤の量である。次いで造影剤は、患者の全身を通して自然に拡散される。患者の種々の組織における造影剤の濃度の観察は、時間の経過にわたるこれらの組織の状態に関する診断を確立することができる。
【０００６】
座標点（ｘ、ｙ、ｚ）での注入生成物の濃度は、通常、ｔが注入が行われる瞬間ｔ０より小さい時に０に等しく、ｔがｔ０より大きい時に式Ａ（ｔ−ｔ０）ｅｘｐ−（ｔ−ｔ０）／μとなる減少指数によって表すことができる。従って、この指数関数は、パラメータとして量Ａ、μ、及びｔ０を有する。このタイプの減少指数関数は、造影剤のパルス注入において観察される。より一般的に言うと、造影剤が座標点（ｘ、ｙ、ｚ）へ到達する関数（以下、造影剤入力関数と呼ぶ）とインパルス反応関数（すなわち、前述の場合の減少指数関数）の間に畳み込みが行われる。
【０００７】
関数Ｆ（ｘ、ｙ、ｚ、ｔ）を用いる公知の間接的方法は、Ｘ線医用イメージング・システムの使用に基づく。このようなイメージング・システムは実際に、空間のある数の方向に沿って関数Ｆ（ｘ、ｙ、ｚ、ｔ）の積分を与え、当業者には公知の断層撮影アルゴリズムの使用は、関数Ｆ（ｘ、ｙ、ｚ、ｔ）を間接的に再構成することができる。しかしながら、このような再構成は、被撮像体の周囲の１８０度回転を表す方向セットに沿って積分が測定される場合のみ可能である。更に、この測定セットは、医用画像収集中の関数Ｆ（ｘ、ｙ、ｚ、ｔ）の変化を無視できるように十分に短い時間間隔内で実行する必要がある。
【０００８】
コンピュータ断層撮影法は、生物学的組織に吸収されたＸ線の密度の差を平面ごとに測定することにより器官対象物の検査を可能にするコンピュータ支援医用イメージング技法である。コンピュータ断層撮影（すなわちＣＴスキャナ）は、約１秒で（又は最新の機器を用いると０．５秒ででも）３Ｄ画像の収集が可能なスキャンを実行する。検査される身体は異なる角度で放射線撮影され（すなわち、患者の周りで断層撮影スキャンされ）、サイノグラムと呼ばれる投影セット（すなわち、異なる入射角度から見た断面）を生成する。従って、サイノグラムの各列は、所与の角度での１つの投影に相当する。
【０００９】
ＣＴスキャナを用いる１回のスキャンの全投影の収集（患者の周囲で装置を回転することによるサイノグラムの生成）に要する時間は、観察される過渡現象の動力学を考慮して短い。従って、スキャン中の物理的現象におけるどのような物質的変化もなく（この時間期間の生成物の拡散がほとんどなく）、１回のスキャンの投影が同時に収集されると仮定することができる。
【００１０】
時系列的なスキャンを生成することにより、連続するサイノグラムのセットが収集される。断層撮影再構成は、各サイノグラムから被撮像体の内部構造を通る１から１０ミリメートル厚さの軸方向断面（すなわちスライス）画像を計算する。その結果として、ＣＴ断面のセットが所与の入射角度に対して経時的に連続して取得される。
【００１１】
次に、パラメータ関数が、再構成セットＦ（ｘ、ｙ、ｚ、ｔｉ）から求められる（ここでｔｉは連続するスキャン時間を表す）。時間密度曲線により、過渡現象の進展を時間的及び空間的に示すために当該モデルのパラメータを求めることが可能になる。当該スライスの過渡現象の進展を示す灌流画像が得られる。
【００１２】
イメージング装置がＣＴスキャナであるときには、データ収集は非常に速く、過渡現象の動力学を無視することができる。従って、空間的及び時間的態様を分離することができる。
【００１３】
実用的な観点からすると、ＣＴスキャナ以外のイメージング装置を用いて（例えば、血管Ｃ型アームを用いて）このタイプの過渡現象の観察（関数Ｆ（ｘ、ｙ、ｚ、ｔ）の決定）を実行する必要性がある。血管Ｃ型アームは、脳の特定の領域の灌流状態についての知識を取得し、このようにして虚血性の応急状態にある患者を監視するのに最適なイメージング装置である。
【００１４】
血管Ｃ型アームは、カテーテルを動脈系を通して虚血領域まで導入し、血栓溶解剤を原位置注入することにより侵襲的診療を実施することが可能になる。これら血栓溶解剤の効果は、灌流タイプの検査によって監視する必要がある。従って、血管Ｃ型アームによって可能になる診療を実施することができる同様の装置を用いて、この検査を行うことができるのが望ましい。
【００１５】
ＣＴスキャナと同様の方法で、血管Ｃ型アームが、患者の周りを回転して駆動され、３Ｄ画像を構成することができることを目的とした画像セットを収集することができる。しかしながら、今日利用可能な血管Ｃ型アームの性能レベル、並びに特定の安全上の理由によって、血管Ｃ型アームは制限された速度で回転させることしかできない。従って、Ｃ型アームは一般に、毎秒４０度程度の速度で被検体の周りを回転する。更に、このタイプの機器は、通常約２００度である制限された角度範囲で１回転を実行することしかできない。Ｃ型アームが患者の周囲を１８０度回転するのに要する時間は、約５秒と推定することができる。
【００１６】
従って、Ｃ型アームの１８０度回転中は固定的ではないため、過渡現象の動力学はもはや無視することができず、従来の断層撮影再構成アルゴリズムはもはや適用することができない。
【００１７】
パラメータ関数Ｆ（ｘ、ｙ、ｚ、ｔ）のパラメータを推定するために、十分な数の測定値を必要とする場合が多い。このため、Ｃ型アームの一定数の回転を実行するのが望ましい。この点において、時計回りと反時計回りの回転を交互に行うこと（「ワイパー」型収集を参照）が提案された。しかしながら、非常に多数のワイパー収集を必要とすることで、収集時間が増大する可能性があり、これは現象の動力学の問題点に関して相反することである。
【００１８】
また、角度範囲を低減することにより、データの全セットの収集時間を短縮することも可能である。しかしながら、このような解決法は、再構成の品質において有意な低下（統計的に信頼できないデータ、不十分な空間分解能）をもたらすことになろう。
【００１９】
患者の周囲を血管Ｃ型アームが連続的に回転するための１つの方法が提案された。この連続的な回転方法は、「ワイパー」スキャンが実行されるときの回転方向の逆転に伴う損失時間を排除することにより、収集時間を最適化することができる。それにもかかわらず、１８０度の角度範囲で収集を実行するのに要する時間は、現象の動力学を考慮すると依然としてかなり長い。この連続方法でさえもこれらの動力学を無視することはできない。
【００２０】
カナダ特許カナダ国特許第２２８８５８４号は、断層撮影スキャン中に生成される画像処理を実施することによる動的現象の描写を提案している。このカナダ国特許第２２８８５８４号では、標準的な核イメージング機器（ガンマ線断層撮影機、すなわちＳＰＥＣＴ型）を用いて、被検体の放射能の変化を表す画像を生成する方法及び装置が開示されている。カナダ国特許第２２８８５８４号の枠組み内で観察される現象の動力学（放射能追跡の拡散）は、特に遅く、従って特に長い収集時間（１つの２Ｄ画像を得るのに約１０秒、患者の周囲の１８０度スキャンを実行するのに約２０分）が許容される。カナダ国特許第２２８８５８４号では、不均衡によって時間の経過とともに再構成される強度の時間的制約を説明しており、各ボクセルの動的現象の進展を説明する予め求められる関数式は加えられない。パラメータ関数の使用は、カナダ国特許第２２８８５８４号において３Ｄイメージングの枠組み内で開示され、投影法イメージングの枠組みには全く移行されていない。カナダ国特許第２２８８５８４号は、移行を認めず、同時に、計算の観点ではその不十分さに言及している。カナダ国特許第２２８８５８４号で提案された解決法が移行可能とはみなされない収集方法の場合において、過渡現象の問題点を解決するための２Ｄ投影の使用はカナダ国特許第２２８８５８４号では開示されていない。
【特許文献１】カナダ国特許第２２８８５８４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の実施形態は、前述の制限を回避し、観察される現象の動力学に対して十分に短時間で被検体の３Ｄ画像を収集することができない医用イメージング装置を用いて過渡現象の直接的な観察を可能にするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の実施形態は、被検体を通り時間及び空間で変化する物理的現象の表示を取得する方法であって、該被検体は、ボクセルのセットと、このボクセル内の現象の時間的進展をモデル化するための各ボクセルに関連するパラメータ関数とによって表され、当該方法は、被検体の周囲を所与の測定時間で所与の投影方向に沿って回転するときに被検体の３Ｄ画像を生成可能なイメージング装置に好適であり、当該方法は、３Ｄ画像を構成するために所与の測定時間で所与の方向に沿って該装置が収集した２Ｄ投影にアクセスすること、及び２Ｄ投影から被検体の各ボクセルに関連したパラメータ関数を正確に求めることを含む。
【００２３】
本発明の実施形態は、被検体を通り時間及び空間で変化する物理的現象の表示を取得する装置であり、被検体がボクセルのセットと各ボクセルに関連するパラメータ関数とによって表され、該装置は、装置が被検体の周囲を回転する間に、所与の測定時間で所与の投影方向に沿って収集された２Ｄ投影から被検体の３Ｄ画像を構成可能なイメージング装置と、２Ｄ投影にアクセスする手段と、２Ｄ投影から、被検体の各ボクセルに関連するパラメータ関数を正確に求める手段とを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の実施形態は、以下の詳細な説明を非限定的な例証の目的の添付図面を参照しながら読むと明らかになるであろう。
【００２５】
図１は、ＣＴスキャナを用いる灌流画像の構成を概略的に示している。時系列スキャンを生成することにより、連続するサイノグラムのセットが収集される。連続する測定時間でのサイノグラムのこのセットは、図１の文字ａで示される。各サイノグラムから、断層撮影再構成が、被撮像体の内部構造を通る１から１０ミリメートル厚さの軸方向断面（すなわちスライス）画像を計算する。その結果、ＣＴ断面のセットは、図１の文字ｂに示されるように、所与の入射角度に対して時間的に連続して取得される。次いで、パラメータ関数が、再構成Ｆ（ｘ、ｙ、ｚ、ｔｉ）（ｔｉは連続スキャン時間を表す）のセットから求められる。時間密度曲線により、図１の文字ｃで示されるように、時間及び空間における過渡現象の進展を示すための当該モデルのパラメータを求めることが可能になる。図１の文字ｄに示されるように、当該スライスの過渡現象の進展を示す灌流画像が取得される。
【００２６】
ＣＴスキャナの収集速度は、スキャン中（サイノグラムの収集中）に観察される過渡現象の進展を無視できるようにする。従って、該現象を観察する問題の時間的及び空間的な態様を切り離して考えることができる。
【００２７】
本発明の実施形態の枠組み内では、現象の動力学は無視することができない。従って、時間的及び空間的態様は、同時に対処しなければならず、該現象は４次元の問題としてみなす必要がある。
【００２８】
器官対象物（例えば患者の身体）内への造影剤（例えばヨウ素ベース）の注入（例えば静脈中又は動脈中）を考える。従って、観察される過渡現象は、器官対象物の関心領域への造影剤の拡散現象である。より具体的には、血管造影撮影法、すなわち診断又は治療目的において血管を不透明化してこれを観察するための造影剤の血管（静脈、動脈）内への注入を考える。
【００２９】
本発明の開示された実施形態は、造影剤の拡散の観察に限定されず、本明細書で説明される機能を実行できるイメージング装置を用いて観察することができる、任意の過渡現象にまで拡張される。
【００３０】
関心領域が複数の立体基本領域を含む空間の離散的表現を考える。また、立体基本領域は「ボクセル」（３次元ピクセル）と呼ばれる。本発明の実施形態の枠組み内で、各ボクセルの動作は、パラメータ関数によってモデル化が可能であると仮定される。本明細書の以下の部分では、空間座標ｉ、ｊ、及びｋは、関心領域の特定のボクセルと一致する。
【００３１】
パラメータ関数ｈｉｊｋ（ｐ１、ｐ２…ｐｎ、ｔ）は、従って、空間座標ｉ、ｊ、ｋを有するボクセルに関連する（ｐ１、ｐ２…ｐｎは、パラメータ関数のパラメータである）。非限定的な方法において、このパラメータ関数は、放物線関数、前述の減少指数関数に類似の関数、或いは減少二重指数関数などの更により複雑な関数とすることができる。
【００３２】
本発明の実施形態は、例えば、Ｘ線装置で用いることができる血管Ｃ型アームなどの医用イメージング装置を実装する。イメージング装置は、好ましくは少なくとも１８０度の円弧を描くことにより、患者の周囲を回転することができる。前述のように、血管Ｃ型アームは、患者の周囲の１８０度の円弧を約５秒でスキャンする。血管Ｃ型アームは、被検体の周囲を１回転する間に、円弧に沿った所与の位置で収集された複数の２Ｄ投影から関心領域の３Ｄ画像を構成することができる。２Ｄ投影は、所与の測定時間に所与の投影方向に沿って収集される。
【００３３】
通常、１秒間に約１０の２Ｄ投影が収集され、従って、患者の周囲の１８０度スキャンにより、５０の２Ｄ投影の収集が可能になる。
【００３４】
従って、これら２Ｄ画像の各々は、観察される過渡現象の動力学を考慮して十分に短時間で収集され、高画質の３Ｄ画像を構成するのに十分な数の投影を収集するために約５秒が必要とされる。十分な数の測定を行うために、被検体の周囲をＣ型アームが複数回回転することができる。従って、患者の約３００の２Ｄ画像を収集する過程において患者の周囲を６回スキャンするために約３０秒が必要とされる。以下でより詳細に説明するように、このかなりの数の２Ｄ画像は、過渡現象の進展を正確に表現する灌流ボリュームの取得を可能にする。
【００３５】
患者の周囲をＣ型アームが複数回回転することは、好ましくは、連続「ワイパー」型収集を実行することにより達成される。これはまた、血管Ｃ型アームが連続回転モードであるときにも適用可能である。この場合、その角度分布に対するデータの時間サンプリングが有利に改善される。
【００３６】
本発明の実施形態は、一般に３Ｄ画像を構成するためだけに収集される２Ｄ投影を直接用いる。上述のように、これらの２Ｄ投影は各々、所与の測定時間及び所与の投影方向に関連付けられる。
【００３７】
図２において、これら投影のセット全体が文字ｅで示され、各々は、順序対（時間ｔ、投影方向θ）に関連する。従って、多様な測定値を利用することで連続する画像Ｉｐの取得が可能になり、これらの画像の各々は、所与の測定時間ｔｐに所与の方向に沿って収集される。従って、２Ｄ投影の１つの画像Ｉｐを構成する各ピクセルの強度は、当該ピクセルを透過し且つ測定の所与方向の投影に対応する投影線に位置する関心領域のボクセルによる測定時間ｔｐでのＸ線の吸収に相当する。すなわち、これら画像の各ピクセルの強度は、投影の中心と当該ピクセルによって定められる、いわゆる投影線に沿ったパラメータ関数ｈｉｊｋの積分に相当する。
【００３８】
従って、次の関係がある。
【００３９】
【数２】
2005160102.tif 000003
【００４０】
ここで、λｉｊｋ（ｘ、ｙ）は、座標（ｉ、ｊ、ｋ）のボクセルが投影線上か否かに応じて０又は１の値となる係数である。
【００４１】
上述のように、１つの２Ｄ投影は、１秒の１０分の１で収集され、すなわち収集時間において１００倍の差があり、これにより通常、わずか約３０秒間に６スキャンを実行することができ、３００より多い２Ｄ投影の収集が可能になる。
【００４２】
過渡現象を特徴付けるために、関心領域のボクセルの各々に関連するパラメータ関数のパラメータが最終的に求められる。これは、次の形式の多様な積分関係式を解くことにより求められる。
【００４３】
【数３】
2005160102.tif 000004
【００４４】
考慮されるパラメータの数、及び含まれる式の複雑性（線形、二次式）に応じて種々の解法を予め想定することができる。本発明の実施形態においては、各ボクセルに関連するパラメータ関数のパラメータを求めるために傾斜法が用いられる。パラメータ関数のパラメータを識別する他の種類の方法を想定することができ、１つの解法の選択に限定されない。
【００４５】
本発明の実施形態は、従来はＣＴスキャナを用いて実施されたように、サイノグラムからＣＴ断面を再構成するために中間の段階を用いる必要はない。しかしながら、具体的には図１に示されるタイプの従来の断層撮影アルゴリズムを用いることは可能である。
【００４６】
このように標準的な方法を用いて断層撮影の問題を解決することは、時間的な次元を含むことなく、第１の再構成を進め、従って、各ボクセルについて選択されたパラメータ・モデルを調整することが可能になる。次に、この選択された解法（例えば、傾斜法）を用いて、前に調整されたモデルに最適なパラメータを識別することができる。従って、本発明の実施形態によれば、従来の断層撮影再構成は、選択された解法のアルゴリズムの開始点を識別するために初期化段階の際に用いられる。その際、特に近傍ボクセルがほとんど同じ作用を示す点を利用することにより、規則化手法も同様に用いることができる点に留意すべきである。
【００４７】
図２において、過渡現象を観察する問題の空間的及び時間的態様は、互いに関連しており共に処理される。図２の文字ｆで示されるように、求められるパラメータ関数のパラメータ、いわゆる灌流ボリュームが取得され、これは器官対象物の関心領域を通る過渡現象の空間的及び時間的進展を表す。
【００４８】
また装置は、被検体を通る物理的現象の時間的進展の表現を表示することを可能にするディスプレイ・モジュールを含むことができる。
【００４９】
本発明の実施形態は、患者の体内への造影剤の注入が静脈内又は動脈内のいずれであっても、該造影剤の拡散を観察するのに特に適用可能である。造影剤の注入が静脈内に実行されるときには、パラメータ関数ｈｉｊｋ（ｐ１、ｐ２…ｐｎ、ｔ）は比較的複雑となる。含まれるものは、組織のインパルス応答関数と動脈入力関数との間の畳み込みである。同じ方法で、造影剤の注入が動脈内で実行されるときには、パラメータ関数ｈｉｊｋ（ｐ１、ｐ２…ｐｎ、ｔ）は、同じく組織のインパルス応答関数と造影剤入力関数との畳み込みに相当する。従って、パラメータの決定は、動脈入力関数が直接推定することができる場合にのみ想定することができる。
【００５０】
このために、血管の局所的モデルを円筒形で構成し、この円筒を通る造影剤の流れをモデル化することが可能である。次いで、造影剤入力関数は、このモデル化及び使用可能な種々の投影を用いて推定することができ、構成された円筒形モデルは、実際、投影角度の変化による変動を回避可能にする。
【００５１】
本発明の実施形態によれば、造影剤の注入が動脈内で実行されるときには、造影剤入力関数は、ディラック関数に近づくと見なすことができる。結果として、インパルス応答関数の畳み込みは、インパルス応答関数自体と等しくなる。
【００５２】
従って、計算において、造影剤入力関数の影響を無視することができる。このようにして、動脈内注入により、静脈内注入よりもコントラストが良好になり、ノイズが低減される。
【００５３】
本発明の実施形態はまた、サブトラクション収集モードの場合にも適用することができ、該モードでは、共通の画像情報が除外され、詳細には、放射線情報の読影をより容易にすることができる。サブトラクション・モードは、検査される現象にリンクしない解剖学的要素を除外することができ、これにより再構成の作業の複雑さが緩和されることから、特に血管イメージングに有用である。例証の目的で、例えば、関心領域への造影剤の拡散中に所与の方向に沿って収集された画像に関して、前記関心領域に造影剤の拡散がないときには、同じ所与の方向に沿った１つの画像を構成された関心領域からサブトラクションすることができる。サブトラクションは、灌流ボリュームの生成が始まる前に、２Ｄ画像自体に対して実行することができる。この方法において、技術的な制限に起因して、断層撮影再構成が非サブトラクション収集に対して実行される従来の技術に関して追加的な利点をもたらす。
【００５４】
この方法の実施形態は、以下の１つ又はそれ以上の特徴に関する。すなわち、
・２Ｄ投影を表す各画像に対して、当該ピクセルを通り且つ所与の測定方向に対応する投影線上に位置する被検体のボクセルによって、画像を構成する各ピクセルの強度を前記投影収集の所与の測定時間にＸ線の吸収と関連付ける操作の決定。
・次の形式の式のセットの解を含む決定段階であって、
【００５５】
【数４】
2005160102.tif 000005
【００５６】
ここで、Ｉｐ（ｘ、ｙ）は所与の測定時間ｔｐに所与の投影方向に沿って収集された２Ｄ投影を表す画像のピクセルの強度を表し、（ｉ、ｊ、ｋ）は空間座標を表し、ｈｉｊｋ（ｐ１、ｐ２…ｐｎ、ｔｐ）は座標（ｉ、ｊ、ｋ）のボクセルに関連するパラメータｐ１、ｐ２…ｐｎの関数を表し、λｉｊｋは座標（ｉ、ｊ、ｋ）のボクセルが投影線上にあるか否かに応じて０又は１の値となる係数である。
・傾斜法に従って実行される決定。
・決定段階を適用するための開始点を識別するようにする、収集された２Ｄ投影を断層撮影再構成する従来の段階。
・決定の前に、サブトラクションにより共通の画像情報を除外する。
・観察される現象は、被検体への動脈内又は静脈内で注入された造影剤の拡散現象とすることができる。
・被検体の各ボクセルに関連するパラメータ関数は、組織のインパルス応答関数とボクセルに対する造影剤入力関数の畳み込みである。
・インパルス応答関数は減少指数関数である。
・造影剤が拡散する血管の円筒形局所モデルを構成し、円筒を通る造影剤の流れをモデル化し、前記モデル化から及び種々の利用可能な投影から造影剤入力関数を推定すること
・造影剤の注入が動脈内で実行される、造影剤入力関数はディアック関数である。
【００５７】
装置の実施形態は、以下の特徴の１つ又はそれ以上に関する。
・装置は、被検体を通る物理的現象の時間的進展の表現を表示するディスプレイ・モジュールを含むことができる。
・イメージング装置は、被検体に静脈内又は動脈内で注入された造影剤の拡散を観察することができる。
・イメージング装置は血管Ｃ型アームとすることができる。
【００５８】
当業者であれば、本発明の範囲及び外延から逸脱することなく、開示された実施形態及びその均等物の機能、及び／又は方法、及び／又は結果、及び／又は構造、及び／又は段階において種々の変更を行い又は提案することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】ＣＴスキャナを用いる灌流画像を構成する従来方法の概略図。
【図２】血管Ｃ型アーム型のＸ線イメージング装置を用いる灌流ボリューム構成の本発明による方法の実施形態の概略図。
【図１】
2005160102.tif 000007
【図２】
2005160102.tif 000008
【外国語明細書】
2005160102000001.pdf