(57)【要約】【課題】  先に述べた制限および他の制限を克服する、改善された装置および方法を提供すること。【解決手段】  コンピュータ断層撮影イメージング・スキャナ(10)および心拍周期モニタ(42)を使用して、患者の心臓の診断用心臓イメージング・セッションにおいて、診断目的(100)が、受信される。心臓のサーベイ・イメージング(104)は、受信された診断目的(100)のための最適化されたイメージング・パラメーター値を決定するように、実行される。心臓の制限された部分のモニタ・イメージング(108)は、造影剤(22)の流入の間、トリガ条件を検出するために患者のＸ線低照射条件を使用して、実行される。トリガ条件の検出に応答して心臓をボリューム・イメージング(110)は、ボリューメトリック・イメージング・データを得るために最適化されたイメージング・パラメーター値を使用して、実行される。心拍周期データは、サーベイ・イメージング(104)、モニタ・イメージング(108)、およびボリューム・イメージング(110)の少なくとも一部の間、記録される。少なくともいくつかのボリューメトリック・イメージング・データの高解像度再構成(130)は、高解像度画像表示(132)を生成するために実行される。
2006503632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の心臓の診断用心臓イメージング・セッションを実行するための装置であって、
受信された診断目的のための最適化されたイメージング・パラメーター値を決定するように、前記心臓をサーベイ・イメージングするためのサーベイ・イメージング手段；
造影剤の流入の間、トリガ条件を検出するために患者のＸ線低照射条件を使用して、前記心臓の制限された部分をモニタ・イメージングするためのモニタ・イメージング手段；
ボリューメトリック・イメージング・データを得るために前記最適化されたイメージング・パラメーター値を使用して、前記トリガ条件の検出に応答して前記心臓をボリューム・イメージングするためのボリューム・イメージング手段；
前記サーベイ・イメージング、前記モニタ・イメージングおよび前記ボリューム・イメージングの少なくとも一部の間、心拍周期データを記録するための心拍周期記録手段；および
少なくとも前記心臓の一部の高解像度の画像表示を生成するために、前記ボリューメトリック・イメージング・データの少なくとも一部を高解像度で再構成するためのボリューメトリック再構成手段を有する装置。
【請求項２】
前記受信された診断用目的が、
冠状動脈解析、
心室の機能解析、
造影剤送達解析、および
定性的ビジュアル心臓レビューから成るグループから選択される請求項1に記載の装置。
【請求項３】
前記心拍周期記録手段が：
心電計；
前記サーベイ・イメージングの前に心電計信号をチェックするための手段；および
前記チェックに基づいて欠陥がある心電計リード線接続を識別するための手段を含む請求項1および請求項2の何れかに記載の装置。
【請求項４】
前記サーベイ・イメージング手段により最適化された前記イメージング・パラメーター値が：
前記心拍周期データから抽出された心臓の繰返し周期およびサーベイ画像に基づいて選択された前記ボリューム・イメージングのためのヘリカル・ピッチ、および
前記心臓の寸法を含む請求項1〜3の何れかに記載の装置。
【請求項５】
前記モニタ・イメージング手段が：
対象領域の各モニタ画像に対応する造影剤濃度を計算するための手段；
時間的に逐次的モニタ画像に基づいて前記造影剤濃度の時間変化率を計算し、かつモニタするための手段；および
前記造影剤濃度の選択された時間変化率として前記トリガ条件を検出するための手段を含む請求項1〜4の何れかに記載の装置。
【請求項６】
前記トリガ・イメージングおよび前記ボリューム・イメージングの少なくとも1つの間に収集されたイメージング・データの部分を高速再構成することにより1つ以上の最適の心拍位相を選択し、かつ前記高速に再構成されたデータおよび前記診断用目的に関して最適である前記心拍周期データに基づいて1つ以上の最適の心拍位相を選択する心拍位相選択手段を更に含み、前記ボリューメトリック再構成手段が、前記最適の心拍位相を再構成する請求項1〜5の何れかに記載の装置。
【請求項７】
前記モニタ・イメージング手段が、前記心臓の少なくとも1つの心拍周期にわたり少なくとも3つの主な冠状動脈と交差する選択されたスライスを撮像し、および前記心拍位相選択手段が：
前記モニタ画像に基づいて選択された冠状動脈の運動を計算するための手段；および
前記計算された動脈運動および対応している心拍周期データに基づいて、前記選択された冠状動脈が、低い速度を有する心拍位相を識別するための手段を含む請求項6に記載の装置。
【請求項８】
選択された冠状動脈の運動を計算する前記手段が：
各モニタ画像の前記選択された冠状動脈のエッジを識別するためのエッジ検出手段を含む請求項7に記載の装置。
【請求項９】
前記心拍位相選択手段が：
低いボクセル解像度を使用して、心拍周期にわたる複数の心拍位相において、ボリューム画像を再構成するための低解像度再構成手段；および
前記低いボクセル解像度ボリューム画像に基づいて前記1つ以上の最適の心拍位相を選択するための手段を含む請求項6〜8の何れかに記載の装置。
【請求項１０】
前記1つ以上の最適の心拍位相を選択するための前記手段が：
前記低いボクセル解像度ボリューム画像を有するCINEアニメーション・ループを生成し、かつ前記CINEアニメーション・ループを表示するためのアニメーション手段を含む請求項9に記載の装置。
【請求項１１】
前記心拍位相選択手段が：
参照選択画像を生成するために、高いボクセル解像度を使用して、参照心拍位相でボリューム画像を再構成するための参照再構成手段；
そこでの対象領域のユーザ選択のために、ユーザに前記参照選択画像を表示するための表示手段；かつ
前記低いボクセル解像度ボリューム画像において、前記対象領域の運動を計算するための手段を更に含み、
前記選択手段が、前記対象領域が制限された運動を有する1つ以上の最適の心拍位相を選択する請求項9および請求項10の何れかに記載の装置。
【請求項１２】
前記低いボクセル解像度に対する前記高いボクセル解像度の長さ寸法比率が、2：1であり、かつ
前記低いボクセル解像度に対する前記高いボクセル解像度のボリューム寸法比率が、8:1である請求項11に記載の装置。
【請求項１３】
前記最適の心拍位相に対応する前記再構成された画像表示に関する定量的解析を実行するための処理手段を更に含む請求項6〜12の何れかに記載の装置。
【請求項１４】
前記処理手段が：
心室の機能解析を実行するための心室の機能解析手段；
コントラスト送達解析を実行するためのコントラスト送達解析手段；
冠状動脈解析を実行するための冠状動脈解析手段；および
前記心室の機能解析手段、前記コントラスト送達解析手段、および前記冠状動脈解析手段の少なくとも1つを、前記診断用目的に基づき、選択的に呼び出すための選択手段を含む請求項13に記載の装置。
【請求項１５】
前記ボリューメトリック再構成手段が、少なくとも心臓繰返し周期にわたる複数の心拍位相に対するボリューメトリック画像を生成し、
前記処理手段が：
前記複数の心拍位相の各心拍位相に対する心室のボリュームを統合するための手段；および
前記複数の心拍位相の前記心室のボリュームに基づいて前記心臓繰返し周期に対する前記心室の血液の動きパラメータを計算するための手段を含む請求項13および請求項14の何れかに記載の装置。
【請求項１６】
前記処理手段が：
前記複数の心拍位相の各々に対して心室壁に対応するボクセルをセグメント化するための手段；および
前記セグメント化から前記心臓繰り返し周期にわたって心室壁の運動を評価するための手段を、更に含む請求項15に記載の装置。
【請求項１７】
前記ボリューメトリック再構成手段が、前記心臓が制限された運動を有する選択された心拍位相に対するボリューメトリック画像を生成し、
前記処理手段が：
前記高解像度ボリューメトリック画像のレンダリングを表示するための手段；
前記高解像度ボリューメトリック画像において少なくとも胸骨、胸壁および脊椎を含む非冠状領域を識別するための手段；
対象冠状領域を露出させるために前記レンダリングから前記非冠状領域を除去するためのスカルプティング手段；
ユーザから前記スカルプトされたレンダリング上にシード点を受信するための入力手段であって、前記シード点が冠状血管を選択する入力手段；および
前記選択された冠状血管をスカルプト・アウトするために、少なくとも1つのシード点から開始している前記選択された冠状血管をトラッキングするためのトラッキング手段を含む請求項13〜16の何れかに記載の装置。
【請求項１８】
前記処理手段が：
前記スカルプトされた冠状血管の複数の投影ビューを生成するために複数の非平行な面上へ前記スカルプトされた冠状血管を投影するための手段；および
前記投影ビューに基づいて狭窄を識別するための手段を更に含む請求項17に記載の装置。
【請求項１９】
前記ボリューメトリック再構成手段が、全ての心拍周期にわたるボリューメトリック・イメージング・データを生成するために、全ての前記ボリューメトリック・イメージング・データを実質的に再構成する装置であって、
前記高解像度画像表示の画像スライスのマトリクスを表示するための心臓レビュー手段を更に含み、前記マトリクスが、空間的なスライスの位置および心拍位相の一方にインデックスを付ける水平軸を含み、前記マトリクスが、前記空間的なスライスの位置および前記心拍位相の他方にインデックスを付ける垂直軸を更に含み、前記表示が、ユーザが画像スライスの前記マトリクスをスクロールすることができるユーザ対話型の水平および垂直スクロールバーを更に含む、請求項1〜18の何れかに記載の装置。
【請求項２０】
前記心拍周期記録手段が、心電計を含み、および前記心臓レビュー手段が：
画像スライスの前記マトリクスと共に心電計のデータ・グラフを表示するための手段を更に含み、前記心電計のデータ・グラフがグラフ・カーソルを含み、前記マトリクスにおける画像のユーザ選択によって、前記グラフ・カーソルが、対応する心電計のデータへ移動し、および選択された心電計のデータへの前記グラフ・カーソルのユーザ移動によって、画像スライスの前記マトリクスが、対応する画像スライスを含む請求項19に記載の装置。
【請求項２１】
前記心臓レビュー手段が：
ビュー・パラメータ・セットのデータベースであって、各ビュー・パラメータ・セットが、選択された解剖学的構造の機能を見るために、最適化されているデータベースを更に含み；
前記表示が、前記ビュー・パラメータ・セットに対応する一組のユーザ選択を更に含み、
前記ユーザによるユーザ選択のアクティブ化によって、前記アクティブにされたユーザ選択に対応する前記ビュー・パラメータ・セットの選択された1つを使用して、画像スライスの前記マトリクスが表示される請求項19および請求項20の何れかに記載の装置。
【請求項２２】
前記選択されたレポート様式が前記診断用目的に対応する、複数の診断用心臓イメージング・セッション・レポート様式の1つを選択するための、および
前記選択されたレポート様式に少なくとも1つの典型的な高解像度画像表示を統合するための、レポート生成手段を更に含む請求項1〜21の何れかに記載の装置。
【請求項２３】
異常な心臓イベントを検出するために前記ボリューム・イメージングの間に前記心拍周期データをモニタするための手段を更に含み、
前記ボリューム・イメージング手段が、前記高解像度再構成上で前記異常な心臓イベントの効果を減らすために前記異常な心臓イベントに応答して前記ボリューム・イメージングを調整する請求項1〜22の何れかに記載の装置。
【請求項２４】
前記ボリューム・イメージング手段が、前記異常な心臓イベントの間に収集される前記ボリューメトリック・イメージング・データの一部を破棄し、かつ前記ボリューメトリック・イメージング・データの前記破棄された部分を補償するためにボリューメトリック・イメージングデータを補間することにより前記ボリューム・イメージングを調整する請求項23に記載の装置。
【請求項２５】
前記サーベイ、モニタ、およびボリューム・イメージング手段が：
前記患者に息を止めるように指示する音声メッセージを含む複数の音声メッセージを格納するオーディオの波形メモリ；および
前記イメージング・セッションの間に前記患者に選択された音声メールを伝えるためのオーディオのスピーカを含む請求項1〜24の何れかに記載の装置。
【請求項２６】
コンピュータ断層撮影イメージング・スキャナおよび心拍周期モニタを使用して、患者の心臓の診断用心臓イメージング・セッションを実行するための方法であって、
受信された診断目的に関する最適化されたイメージング・パラメーター値を決定するために、前記心臓をサーベイ・イメージングすること；
造影剤の流入の間、トリガ条件を検出するために患者のＸ線低照射条件を使用して、前記心臓の制限された部分をモニタ・イメージングすること；
ボリューメトリック・イメージング・データを得るために前記最適化されたイメージング・パラメーター値を使用して、前記トリガ条件の検出に応答して前記心臓をボリューム・イメージングすること；
前記サーベイ・イメージング、前記モニタ・イメージング、および前記ボリューム・イメージングの少なくとも一部の間、心拍周期データを記録すること；および
少なくとも前記心臓の一部の高解像度の画像表示を生成するために、前記ボリューメトリック・イメージング・データの少なくとも一部を高解像度で再構成することを有する方法。
【請求項２７】
前記モニタ・イメージングが：
対象領域の各モニタ画像に対応する造影剤濃度を計算すること；
時間的に逐次的モニタ画像に基づいて前記造影剤濃度の時間変化率をモニタすること；および
前記造影剤濃度の選択された時間変化率として前記トリガ条件を検出することを含む請求項26に記載の方法。
【請求項２８】
前記診断用目的に関して最適である1つ以上の最適の心拍位相を選択するために、前記トリガ・イメージングおよび前記ボリューム・イメージングの少なくとも1つの間に収集されたイメージング・データの一部を高速再構成することを更に含み、
前記ボリューメトリック再構成ステップが、前記最適の心拍位相を再構成する請求項26および請求項27の何れかに記載の方法。
【請求項２９】
前記モニタ・イメージングが、前記心臓の少なくとも1つの心拍周期にわたり少なくとも3つの主な冠状動脈と交差する選択されたスライスを撮像し、かつ1つ以上の最適の心拍位相を選択するために、高速再構成する前記ステップが：
前記モニタ画像に基づいて選択された冠状動脈の運動を計算すること；および
前記計算された動脈運動および対応している心拍周期モニタリング・データに基づいて、前記選択された冠状動脈が、低い速度を有する心拍位相を識別することを含む請求項28に記載の方法。
【請求項３０】
1つ以上の最適の心拍位相を選択するために、高速再構成する前記ステップが：
低いボクセル解像度を使用して、心拍周期にわたる複数の心拍位相において、ボリューム画像を再構成すること；および
前記低いボクセル解像度ボリューム画像に基づいて前記1つ以上の最適の心拍位相を選択することを含む請求項28に記載の方法。
【請求項３１】
処理シーケンスが、実行され、前記処理シーケンスが、前記診断用目的に基づいて、
(A) 前記ボリューメトリック再構成に関する1つ以上の最適の心拍位相を選択するために、前記トリガ・イメージングおよび前記ボリューム・イメージングの少なくとも1つの間に収集されたイメージング・データの一部を高速再構成する、かつ前記診断用目的に対応する定量的なパラメータ値を得るために、前記再構成された心拍位相を定量的に解析すること、および
(B) スライスの位置および心拍位相の一方にインデックスを付ける水平軸および前記スライスの位置および前記心拍位相の他方にインデックスを付ける垂直軸を含む前記高解像度画像表示のスライスのマトリクスを表示すること、から成るシーケンスのグループから選択される請求項26〜30の何れかに記載の方法。
【請求項３２】
前記シーケンス(A)の前記定量的解析が、前記診断用目的に基づいて、
心室の機能解析、
コントラスト送達解析、および
冠状動脈解析から成るグループから選択された定量的解析を実行する請求項31に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用のイメージング技術に関する。これは、特に、ヘリカルまたはマルチスライスのボリューメトリック心臓コンピュータ断層撮影(CT)イメージングに関し、およびそれらに特に関連して説明されるであろう。しかしながら、本発明は、さらに、他の動的に動いている器官のコンピュータ断層撮影イメージング、血管造影イメージング、および磁気共鳴イメージング(MRI)および核の医療用イメージングのような他の医療用のイメ−ジング技術を使用する動的に動いている器官の医療用イメージングに応用されるであろう。
【背景技術】
【０００２】
心臓ボリューメトリック・コンピュータ断層撮影(CT)イメージングには、一般的に、患者の心臓が配置されている検査領域を横断する、扇状ビーム、楔形ビームまたは円錐ビームのＸ線を発生するＸ線源を使用する。心臓組織、冠状動脈およびその中の血液は、横断するＸ線の一部と相互に作用し、かつ吸収する。一般的に、造影剤が、血液コントラストを改善するために患者に投与される。Ｘ線源の反対側に配置される1次元または2次元の放射線検出器は、伝達されたＸ線の強度を検出し、かつ測定する。
【０００３】
スキャニングの間、患者は、マルチスライスCTイメージングを実行するために、軸断位のスキャンの間に、直線的に前進させられる、または患者は、ヘリカルCTイメージングを実行するために、Ｘ線源回転中、連続的に直線的に前進させられる。イメージング・データは、ボリューメトリック画像表示を生成するために、フィルタ補正逆投影法、PI再構成等を使用して再構成される。心拍周期は、心電計または他のデバイスによりモニタされ、および画像データは、複数の位相で心臓を再構成するために心拍位相ビン(bin)に蓄積されることが好ましい。
【０００４】
広範囲にわたる心臓の研究は、心臓のCTを使用して実行される。訓練された医療の職員による心臓のCT画像の定性的なレビューは、先天性の心臓欠陥、大きい動脈瘤または主要な冠状動脈の狭窄および他の重大な解剖学的な異常を検出する。心臓のポンピング容量測定、心筋層の血液灌流研究、および冠状血管トラッキングのような解析は、相補的な定量的診断情報を提供する。
【０００５】
最新のマルチスライスおよびヘリカルCTスキャナは、大量のデータを生成する。典型的な心臓のイメージング・セッションにおいて、頭から足(head-to-foot)方向に沿って約12cm延在している心臓の部分は、高空間解像度を提供するために、約180の軸断位のスライスを使用して、撮像される。心拍周期は、一般的に、充分な時間解像度を提供するように、約10の心拍位相ビンに蓄積され、この結果、1800のスライスが、心臓のイメージング・セッションにおいて収集される。
【０００６】
この極めて多量のデータの再構成は、時間がかかる。更に、或る心臓診断目的のためには、全てのイメージング・データが、必要であるというわけではない。先天性の心臓欠陥または他の重大な解剖学的な機能の定性的な研究に関して、1つまたは2つの最適な心拍位相のみでの画像再構成は、多くの場合、充分である。同様に、冠状血管トラッキングは、トラッキングされた冠状動脈が実質的に静止している選択された最適の心拍位相での画像再構成によって実行されることが好ましい。
【０００７】
或る研究に対して、1つまたは数個の最適の心拍位相が必要であるにもかかわらず、一般的に、全てのCTイメージング・データは、再構成され、次に、最適の心拍位相は、再構成された画像の完全なセットから識別される。加えて、心室の機能的解析のような他の診断目的のために、再構成された画像の完全なセットは、使用される。
【０００８】
現在のCTイメージングシステムは、一般的に、再構成された画像の完全なセットを生成するCTスキャナおよび関連づけられたデータ収集および画像再構成ソフトウェアを含む。オペレータは、心臓の空間の位置を識別し、かつ他のイメージング・パラメーターを最適化するために、初期の平面サーベイスキャンを実行する。次に、造影剤が、投与され、および低線量イメージングが、心臓への造影剤インテークをモニタするために実行される。造影剤に起因する画像コントラストが、選択された閾値に達するとき、オペレータは、高解像度診断イメージングを開始する。一般的に、オペレータには、サーベイ、モニタリングおよび診断イメージング・ステップの最適化に関して、ガイダンスがほとんど与えられない。
【０００９】
一旦、診断イメージングが終了すると、全部のCTデータ・セットは再構成される。一旦、データが収集され、かつ再構成されると、適切な解析モジュールは、解析ソフトウェアモジュールのセットから選択される。解析ソフトウェア・セットの各モジュールは、独立して設計され、かつ特有な診断目的のために構成される。一般的に、解析モジュール間に、または解析ソフトウェア・セットとデータ収集および再構成ソフトウェアコンポーネントとの間にコミュニケーションはない。
【００１０】
このつながりのないモジュール構成は、多数の不利な点を有する。モジュールが実質的に分離しているので、最適の心拍位相の選択のような一般的な処理要素は、重複される。
【００１１】
つながりのない構成の性質は、心臓のCTイメージング・セッションを計画かつ調整する際の使用にほとんどガイダンスを提供しない。著しい量の時間および労力が、セッション・ワークフローの各ステップを選択かつ開始する際に費やされる。造影剤が、一般的に、心臓のCTイメージングにおいて使用されるので、造影剤インテークとのイメージング・セッションの調整されたタイミングは、特有な1つまたは複数の診断目的と適合するコントラストが増強された画像が得られることを保証するために重要である。
【００１２】
1つまたは数個のみの心拍位相が最適に選択される診断目的に対して、データ収集および再構成ソフトウェアコンポーネントと解析ソフトウェア・セット間の分離は、画像の完全なセットが最適の心拍位相の選択の前に再構成されることを意味する。このことは、実質的に不必要な再構成処理となる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、先に述べた制限および他の制限を克服する、改善された装置および方法を考察する。
【００１４】
本発明の1つの観点によると、患者の心臓の診断の心臓イメージング・セッションを実行するための装置は、開示される。受信された診断目的のための最適化されたイメージング・パラメーター値を決定するように、心臓をサーベイ・イメージングするためのサーベイ・イメージング手段が、提供される。造影剤の流入の間、トリガ条件を検出するために患者のＸ線低照射条件を使用して、心臓の制限された部分をモニタ・イメージングするためのモニタ・イメージング手段が、提供される。ボリューメトリック・イメージング・データを得るために最適化されたイメージング・パラメーター値を使用して、トリガ条件の検出に応答して心臓をボリューム・イメージングするためのボリューム・イメージング手段が、提供される。サーベイ・イメージング、モニタ・イメージングおよびボリューム・イメージングの少なくとも一部の間、心拍周期データを記録するための心拍周期記録手段が、提供される。少なくとも心臓の一部の高解像度の画像表示を生成するために、ボリューメトリック・イメージング・データの少なくとも一部を高解像度で再構成するためのボリューメトリック再構成手段が、提供される。
【００１５】
本発明の別の観点によると、コンピュータ断層撮影イメージング・スキャナおよび心拍周期モニタを使用して、患者の心臓の診断用心臓イメージング・セッションを実行するための方法が、提供される。心臓のサーベイ・イメージングは、受信された診断目的のための最適化されたイメージング・パラメーター値を決定するために、実行される。心臓の制限された部分のモニタ・イメージングは、造影剤の流入の間、トリガ条件を検出するために患者のＸ線低照射条件を使用して、実行される。心臓のボリューム・イメージングは、ボリューメトリック・イメージング・データを得るために最適化されたイメージング・パラメーター値を使用して、トリガ条件の検出に応答して、実行される。心拍周期データは、サーベイ・イメージング、モニタ・イメージングおよびボリューム・イメージングの少なくとも一部の間、記録される。ボリューメトリック・イメージング・データの少なくとも一部のボリューメトリック再構成は、少なくとも心臓の一部の高解像度の画像表示を生成するために、実行される。
【００１６】
本発明の1つの利点は、特有な診断目的による心臓のCTイメージングを実行する際、ユーザに実質的なガイダンスを提供する総合的な心臓のCTイメージング・ワークフローに存在する。
【００１７】
本発明の別の利点は、完全な心臓のCTイメージング・データ・セットのサブセットを利用する、診断目的のための縮小された画像再構成処理に存在する。
【００１８】
本発明のさらに別の利点は、データ収集、画像再構成、心臓画像レビューおよび定量的解析ステップを統合することにより、心臓CTイメージング・セッションを合理化する事に存在する。
【００１９】
本発明の多数の更なる利点は、好適な実施例の以下の詳細な説明を読むと、当業者に明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、さまざまなコンポーネントおよびコンポーネントの構成において、およびさまざまなステップおよびステップの構成において具体化可能である。図面は、単に、好適な実施例を示すためのものであり、本発明をこれに限定するものではない。
【００２１】
図1を参照すると、コンピュータ断層撮影(CT)イメージング・スキャナ10は、患者の心臓を検査領域14の範囲内で実質的に中心にして患者支持台16に置かれた患者を含む検査領域14に向けられた、扇形、円錐形、楔形、または別の形のＸ線ビームを生成するX線源12を含む。患者支持台16は、Z方向に直線的に移動可能であり、一方、X線源12は、Z軸を中心に回転する回転ガントリ18に装着される。
【００２２】
ヘリカルCTイメージング・モードにおいて、回転ガントリ18は、患者支持台16の直線的前進と同時に回転し、検査領域14のまわりにX線源12の略ヘリカル軌道を生じさせる。ヘリカルCTイメージングでは、X線源12は、Z方向に発散する円錐形のＸ線ビームを発生させることが好ましい。
【００２３】
マルチスライス・イメージング・モードにおいて、回転ガントリ18は、患者支持台16が静止している間、検査領域14のまわりにX線源12の略円形の軌道を生成させるために回転し、その間に軸断位のスライス画像が収集される。次に、患者支持台16は、Z方向に予め定められた距離進められ、および軸断位のスライス画像収集が、Z方向に沿って離散的ステップでボリューメトリック・イメージング・データを収集するために反復的な方法で繰り返される。マルチスライスCTイメージングでは、X線源12は、Z方向に発散を制限された扇形または楔形のX線ビームを発生させることが好ましい。
【００２４】
X線検出器20は、X線源12の向こう側のガントリ18に配置される。典型的なCTスキャナ10において、X線検出器20は、X線ビームの扇角に一致することが好ましい選択された角の範囲にわたる。X線検出器20は、各投影ビューにおいてZ方向の一部に沿って、イメージング・データを同時に収集するためにZ方向に沿って数列の検出器を含むことが好ましい。Z方向の検出器列のスパンは、Z方向のX線ビームの発散または幅に一致することが好ましい。X線検出器20は、X線検出器20が、回転ガントリ18が回転するとき、検査領域14を横断するX線を受信するように、X線源12の反対側の回転ガントリ18に配置され、かつそれとともに回転する。
【００２５】
図1に示された検出器20の配置の代わりに、X線源回転の間、X線が、放射線検出器の連続的にシフトしている角の部分に連続的に当たるように、X線検出器を回転ガントリを囲む静止ガントリに配置することも、さらに考えられる。
【００２６】
心臓CTイメージングにおいて、血液のX線コントラストを選択的に改善する造影剤22が、一般的に投与される。造影剤22は、心臓CTイメージングに対する略定常状態のＸ線コントラストを提供するために、一般的に、定常状態ペースで点滴静注として投与される液体である。灌流研究またはコントラスト・インテーク研究のため、大量の液体が急速に静注により注入される、造影剤22のボーラス注入が、行われる。
【００２７】
図1を引き続き参照すると、ガントリ18および患者支持台16は、検査領域14のまわりのX線源12のヘリカルまたは円形の軌道に沿って被検者の選択された投影ビューを得るために協同する。投影ビューの収集の間、X線源12の軌道は、画像アーチファクトを減らすために、撮像された対象領域の各ボクセルに対して実質的な角カバレージを提供することが好ましい。X線検出器20により収集された投影データは、実行されている心臓CTイメージング・セッションの部分に従い幾つかのデータ収集メモリの1つと通信する。
【００２８】
特に、サーベイ・ビュー（すなわち「サービュー(surview)」）データ・メモリ30は、患者準備の間、最初に収集される画像を保存する。サーベイ・ビューは、一般的に、回転していない前後およびオプションとして側面のビューを含むが、他のタイプのサーベイ・ビューが収集されることも可能である。サーベイ・ビューの制限された角カバレージは、サービューの間、有益的に、制限された患者のＸ線被曝を生じさせる。
【００２９】
モニタ・データ・メモリ32は、心臓部への投与された造影剤22のインテークを待つ間に収集された画像を格納する。一般的に、モニタ・イメージング・データは、モニタリングの間、患者のＸ線被曝を最小限に抑えるために低いＸ線線量を使用して収集された、回転しないビュー、または単一の軸断位のビューに対応する。大動脈の画像領域のような心臓部に対応する選択された画像部分の画像強度は、選択された領域の造影剤の濃度を評価するために、モニタされる大動脈の画像部分または他の選択された画像部分に対する濃度-時間曲線の特性として定義されるトリガ条件は、診断用心臓イメージングを開始するために検出される。
【００３０】
ボリューメトリック・イメージング・データメモリ36は、心臓診断目的を実行するために収集されたイメージング・データを格納する。一般的に、診断イメージングは、空間的に心臓部にわたり、およびさらに心拍周期の少なくとも一つの周期にわたる高解像度ヘリカルまたはマルチスライスCTイメージング・データを収集することを含む。典型的な心臓CTイメージング・セッションにおいて、心臓の12cmの部分は、スライス方向の空間解像度を提供するために、約180の軸断位のスライスを使用して撮像される。心臓の繰返し周期にわたる約10の心拍位相が、収集される。したがって、心臓CTイメージング・セッションは、約1800の軸断位のスライスを収集することを含む。
【００３１】
サーベイ・イメージング、モニタ・イメージングおよび診断のボリューメトリックCTイメージングは、イメージング・コントローラ40により調整される。一般的に、心電計(ECG)42である心拍周期モニタは、心拍周期をモニタする。ユーザは、複数の格納された心臓CTイメージング・セッションの1つを選択するために、グラフィカルユーザ・インタフェース46を介してイメージング・コントローラ40および診断目的データベース44と通信する。選択されたイメージング・セッションは、1つまたは複数の診断目的が容易に達成されるイメージング・データを収集するために、サーベイ・イメージング、モニタリング・イメージングおよび診断イメージングを調整する。さらに、選択されたイメージング・セッションは、1つまたは複数の診断目的を効率的に達成するために、定性的および／または定量的解析にアクセスし、かつ調整する。
【００３２】
再構成プロセッサ48は、被写体の画像表示またはそれの選択された部分を生成するために、フィルタ補正逆投影法、n-PI再構成法または他の再構成法を使用して、収集された投影データを再構成する。サービュー・イメージング・データメモリ30およびモニタ・イメージング・データメモリ32にそれぞれ対応するサービュー画像メモリ50およびモニタ画像メモリ52は、再構成されたサービューおよびモニタ画像をそれぞれ格納する。
【００３３】
ボリューメトリック・イメージング・データ36は、典型的なイメージング・セッション用の約1800の高解像度スライスに対応する大量のイメージング・データを格納する。このイメージング・データの再構成は、データベース44から選択された診断目的と適合する画像表示を生成するために、実行される。例えば、1つの心拍位相または収集された心拍位相の制限されたサブセットを使用して、選択された診断目的が適切に達成される場合、イメージング・コントローラ40は、位相選択画像メモリ54に格納される心拍位相選択画像を生成するために、低いボクセル解像度、限定された数のスライス等を使用して、データの高速再構成を実行することが好ましい。1つ以上の最適の心拍位相は、例えば、位相選択画像の心臓の運動解析に基づき自動的に、またはグラフィカルユーザ・インタフェース46を介してユーザにより手動で選択される。
【００３４】
選択された1つ以上の位相に対応するメモリ36からのボリューメトリック・イメージング・データは、再構成プロセッサ48により再構成され、かつ結果として生じる高解像度画像表示は、高解像度画像表示メモリ56に格納される。心室の機能的解析のような診断目的の或るタイプに対して、メモリ36に格納された完全なボリューメトリック・イメージング・データ・セットが、解析において使用される。これらのケースにおいてボリューメトリック・イメージング・データ・メモリ36に格納された全部のイメージング・データ・セットは、再構成され、かつ高解像度画像表示メモリ56に格納される。
【００３５】
画像表示メモリ内の各再構成された画像は、イメージングの間、心電計42により収集された心電計のデータから決定された心拍位相情報と関連していることが好ましい。オプションとして、サービュー・メモリ50および／またはモニタ画像メモリ52の画像も、また、心拍位相情報と関連する。
【００３６】
図1を引き続き参照すると、メモリ56に格納された高解像度画像は、イメージング・コントローラ40の協調の下で診断目的データベース44からユーザにより選択された心臓CTイメージング・セッションに基づいてプロセッサ60により処理される。プロセッサ60は、選択された心臓CTイメージング・セッションにより要求されるとき、冠状動脈トラッキングおよび解析、心室の機能的解析、冠状血管送達(delivery)解析等のような選択された1つ以上の定量的解析を実行する。これらの解析により生成される定量的結果は、グラフィカルユーザ・インタフェース46を介してユーザによりアクセス可能である定量的データ・メモリ62に格納される。
【００３７】
診断目的データベース44からユーザにより選択された診断のセッションが、医学的に熟練したユーザにより収集された高解像度心臓画像表示の定性的なビジュアル・レビューを要求する場合、プロセッサ60は、メモリ56に格納された高解像度画像表示の3次元レンダリングを生成する心臓レビュー・プロセッサ66を呼び出す。それのCINE動画は、冠状断、矢状断、軸位断、または斜位のスライスのような選択されたスライスを抽出し、最大の強度投影(MIP)を生成し、またはさもなければ、グラフィカルユーザ・インタフェース46上でユーザに表示されるイメージング・データのビジュアル表示を生成する。心臓レビュー・プロセッサ66は、また、定量的解析が実行される対象領域の選択のための画像をユーザに提供するためにプロセッサ60により適切に呼び出される。
【００３８】
定性的および定量的な研究が実行された後で、レポート出力70は生成される。レポートは、選択されたイメージング・セッションに対応するレポート様式に基づいて生成され、かつ診断目的データベース44に格納されることが好ましい。ユーザ-入力コメントとともに、メモリ62に格納された定量的データ、心臓レビュー66を介してユーザにより選択された典型的な心臓画像は、レポート出力70を生成するためにレポート様式に統合される。
【００３９】
図1を参照して説明される心臓CTイメージングシステムは、典型的なもののみである。当業者は、特殊な応用に適するように、示されたシステムを容易に修正、またはこれに追加することができる。例えば、さまざまなデータ・メモリ30、32、36、画像メモリ50、52、54、56、診断目的データベース44、および定量的なデータ・メモリ62は、別々のメモリとして示されているが、病院情報ネットワークのデータ記憶ユニット、グラフィカルユーザ・インタフェース46のハードディスク等のような、1つ以上のデータ記憶デバイス上にさまざまな方法で統合することができる。
【００４０】
再構成プロセッサ48、イメージング・コントローラ40、プロセッサ60、心臓レビュー・プロセッサ66、およびグラフィカルユーザ・インタフェース46は、さまざまな方法で、例えば：単一のコンピュータ；複数の相互に連結したコンピュータ；コンピュータによって動作するユーザ・インタフェース46、心臓レビュー・プロセッサ66、および再構成プロセッサ48のための専用ハードウエアと結合したプロセッサ60、およびイメージング・コントローラ40；または他の装置として、同様に統合されることができる。グラフィカルユーザ・インタフェース46は、それを介して画像再構成が医療の職員に送られる、患者情報データベースがアクセスされる等の病院または診療所情報ネットワークのような通信網にオプションとしてインターフェースされる。同様に、グラフィカルユーザ・インタフェース46は、オプションとしてインターネットと接続される。
【００４１】
図1を引き続き参照し、更に図2を参照すると、図1の心臓CTイメージングシステムにより実施された適切な心臓CT画像データ収集セッションが、説明される。少なくとも1つの診断目的100は、診断目的データベース44から選択される。診断目的100の選択は、さらに、イメージング・コントローラ40の制御下で実施のためにデータベース44に格納された対応するイメージング・セッション・プログラムも選択する。
【００４２】
心電計リード線は、ステップ102においてチェックされる。イメージング・コントローラ40は、自動的に心電計信号をチェックすることが好ましい。信号が異常な場合、不良のリード線は識別され、かつユーザは訂正を行うべきであると通知される。オプションとして、患者に接続された心電計のリード線の数が心臓周期をモニタするために必要とされるリード線の数より大きい場合、イメージング・コントローラ40は、正常に実行している別のリード線にスイッチングすることにより不良のリード線に対応する。
【００４３】
一旦、適切な心電計の信号が、確立されると、サーベイ・イメージングは、選択された心臓CTセッションに対する最適化されたイメージング・パラメーターを決定するためにステップ104で実行される。このようなパラメータは、好ましくは、心臓またはそれの部分を一般的に含む対象領域を定義すること、および（ヘリカルCTのために）最適のヘリカル・ピッチ、または（マルチスライスCTのために）患者支持台16の直線的前進のためのステップサイズおよび時間間隔を識別することを含む。ヘリカル・ピッチまたは患者支持台のパラメータは、心電計信号から決定される心臓繰返し周期、および対象領域のZ方向に沿ったサイズまたは長さに基づいて適切に計算される。もちろん、X線源12の強度、患者支持台16上の患者位置ぎめなどのような他のイメージング・パラメーターも、また、ステップ104のサービューを使用して、適切に最適化される。
【００４４】
図1を引き続き参照し、更に図2を参照すると、造影剤22は、ステップ106において患者に投与される。造影剤は、定常状態イメージングのために連続的な定常状態点滴静注として、または血液灌流研究等のために急速なボーラス注入として投与されることができる。選択されたイメージング・セッション・プログラムは、いつ造影剤22が投与されるか、およびどのような形態（例えば、点滴静注またはボーラス注入）か、を示す指示メッセージをユーザに提供することが好ましい。
【００４５】
患者は、次に、心臓部への造影剤22のインテークをモニタし、かつトリガ条件を検出するために、ステップ108においてCT装置10を使用してモニタされる。大動脈の部分のような選択されたモニタ領域は、モニタされた領域の濃度を決定するために、反復的なCTイメージングによりモニタされることが好ましい。トリガ条件は、選択されたモニタ領域用の濃度-時間プロットの選択された特性である。ボリューメトリック心臓CTイメージングは、検出されたトリガ条件の発生に応答してステップ110において開始される。
【００４６】
ボリューメトリック・イメージングは、サーベイ・イメージング・ステップ104において得られた最適化されたパラメータおよび心臓イメージング・セッション・プログラムに含まれる他の設定を使用して実行される。イメージングは、一般的に、心臓のような対象領域にまたがる多数の軸断位のスライスを収集することを含み、および更に、少なくとも一回の心臓繰返し周期にわたる。一般的に、1000を超える軸断位のスライスが、ボリューメトリック・イメージング・ステップ110において収集され、かつボリューメトリック・イメージング・データは、ボリューメトリック・イメージング・データ・メモリ36に格納される。
【００４７】
決定ステップ120において、イメージング・コントローラ40は、ボリューメトリック・イメージング・データのフルセット、またはそれの選択された部分のみの何れを再構成するべきかを決定する。この決定は、診断目的100に基づいて行われる。冠状動脈解析のような或る診断目的に対して、1つまたは数個の心拍位相における高解像度画像が、診断作業を実行するのに充分である場合がある。
【００４８】
利用可能な心拍位相のサブセットが高解像度で再構成される場合、心臓繰返し周期にわたるボリューメトリックイ・メージング・データのセットの高速再構成が、実行される。高速再構成は、低いボクセル解像度で再構成することにより、または選択された代表的な心拍位相またはスライスのみを再構成することにより達成される。1つ以上の最適の心拍位相は、高速で再構成された画像の解剖学的構造の運動または他の特性に基づき、手動の選択または自動選択を使用することにより、ステップ124において選択される。
【００４９】
診断目的100がメモリ36に格納されたボリューメトリック・イメージング・データのフルセットを使用することを必要とする場合、全ての心拍位相が、ステップ126において選択される。一旦、1つ、数個、または全ての心拍位相がステップ120、122、124、126に従って再構成のために選択されると、選択された心拍位相に対応するイメージング・データは、高解像度画像表示132を生成するために、ステップ130において高解像度で再構成される。
【００５０】
図1および図2を引き続き参照し、更に図3を参照すると、ボリューメトリックCTイメージングを開始するためのトリガ条件を検出するためにモニタリング・ステップ108を実行する好適な方法が、説明される。ステップ140において、最初のモニタ画像は、収集され、および再構成される。モニタ画像は、放射線被曝を患者に制限するために低いＸ線強度を使用して、収集されることが好ましい。収集されたデータは、モニタ・データ・メモリ32に格納され、再構成プロセッサ48により再構成され、および再構成された画像は、モニタ画像メモリ52に格納される。モニタ画像に基づいて、大動脈または他の大きい血管の選択された部分のような最初のモニタ画像のモニタ領域に対する最初の濃度パラメータは、モニタ領域に対応するボクセルの強度に基づいて、ステップ142において計算される。
【００５１】
ステップ146、148において、第2のモニタ画像は、収集され、および濃度計算が、第2のモニタ画像に関して実行される。第1および第2のモニタ画像は、時間間隔により時間的に隔てられた、ステップ140、146において収集され、したがって、第1および第2のモニタ画像に対する濃度値が濃度-時間曲線の開始を形成する。ステップ150において、濃度-時間曲線の傾きが、計算され、および計算された傾きは、決定ステップ154において選択されたトリガ傾きと比較される。濃度-時間曲線の現在の傾きがトリガ傾きより少ない場合、収集および濃度計算ステップ146、148は、濃度-時間曲線をトラッキングするために繰り返され、およびステップ146、148は、現在の傾きがトリガ傾きに達するまで、繰り返され、したがって、ステップ156におけるトリガ条件を検出する。
【００５２】
図3に示される方法が好適であるにもかかわらず、当業者は、トリガ条件として閾値濃度を検出するような、濃度-時間曲線の他の特性を容易にモニタし、かつ検出することができる。しかしながら、閾値トリガではなく濃度-時間曲線の傾きに基づいてトリガすることは、患者ごとに変化することもある絶対的なボクセル強度へのトリガの依存を有利に減らす。
【００５３】
図1および図2を引き続き参照し、更に図4を参照すると、高解像度再構成のための心拍位相のサブセットを選択するための第1の好適な方法が、説明される。高速再構成ステップ122は、ステップ122'において全ての心拍位相を含むメモリ36に格納された全ての心臓CTデータの低解像度再構成を実行し、および低解像度画像は、高速再構成位相-選択画像メモリ54に格納される。
【００５４】
例えば、高解像度再構成が1辺に256ボクセルを有する正方形の再構成グリッドを使用する場合、低解像度再構成は、1辺に128ボクセルのようなより低いボクセル解像度で実行される。すなわち、各スライスの長さのボクセル寸法は、半分に減らされ、スライスあたりのボクセル数の4分の1への減少に対応する。オプションとして、ボリューメトリック高速再構成のために、一部のスライスのみ、例えばZ方向に沿った1つおきのスライスは、再構成される。Z方向に沿った1つおきのスライスを省略することと結びつけられスライス解像度の4分の1への減少は、高解像度再構成のボクセル数の8分の1を有する、高速再構成となる。もちろん、64×64のボクセル・スライスグリッドを使用するような解像度の他の減少も、また、使用されることが可能であり、当業者は高速再構成122'の速度および高速で再構成された画像の画質間で適切なトレードオフを行う。
【００５５】
高速再構成ステップ122'により生成される低解像度画像に基づいて、1つ以上の最適の心拍位相は、ステップ124において選択され、および図4の第1の好適な位相選択方法のためのステップ124'においてより詳細に、選択される。決定ステップ170は、選択がグローバルな基準またはローカライズされた基準の何れかで行われるかに基づいて選択過程124'を導く。診断目的100が主に心臓のグローバルな特性表示、例えば心室の機能的解析を含む場合、選択された心拍位相が心臓の実質的な部分にわたって最適のはずであるので、グローバルな選択経路が、続くことが好ましい。しかしながら、診断目的100が選択された対象領域、例えば選択された冠状動脈を目標とする場合、ローカルな対象領域の診断目的100のために最適の位相を選択するローカルな選択経路が、続くことが好ましい。
【００５６】
最初にグローバルな選択経路を考えると、映画的なアニメーション（すなわちCINEアニメーション）は、ステップ172において低解像度ボリューメトリック画像から構成されることが好ましい。CINEアニメーションは、ステップ174においてユーザに表示され、およびユーザは、ステップ176において1つ以上の最適の心拍位相を選択する。CINEアニメーションは、心臓運動の容易に理解されるビジュアル表示をユーザに提供し、およびユーザは、一般的に、全体の心臓運動は制限されている1つ以上の最適な心拍位相を選択する。
【００５７】
ローカルな選択経路のために、ステップ122'の低解像度再構成に加えて、1つの参照心拍位相の高解像度再構成が、ステップ180において実行される。参照心拍位相は、実質的にランダムに選択される、または最適であると期待される心拍位相と略対応するように選択される。参照心拍位相が、必ずしも最終的に選択された最適の心拍位相の1つであるという必要はないことが、特に、指摘される。むしろ、参照高解像度心拍位相は、対象領域の選択のために使用される。
【００５８】
高解像度再構成された参照心拍位相は、ステップ182において、ローカルな対象領域のユーザ選択のためにユーザに表示される。これに代えて、ステップ122'の低解像度心拍位相再構成の1つは、ユーザ選択のステップ182のために使用されることができる；しかしながら、ユーザは低解像度で対象領域を識別するのが困難であるかもしれない。
【００５９】
選択された対象領域は、ステップ184において対象領域の運動特性を計算するために、心拍位相にわたってトラッキングされる。ステップ184は、逐次的心拍位相画像における対象領域を識別するために、対象領域の運動制限のような境界条件と共にエッジ強調、領域拡張法、または別の技術を使用する。対応している心電計の信号により提供されるタイミング情報を参照することにより、運動-位相曲線は、構成され、および対象領域が制限された運動を有する1つ以上の最適の心拍位相が、ステップ186において選択される。
【００６０】
図1および図2を引き続き参照し、更に図5を参照すると、冠状動脈解析のために最適化された心拍位相を選択することに特に適している高解像度再構成に関する心拍位相のサブセットを選択するための第2の好適な方法が、説明される。高速再構成ステップ122は、ステップ108において収集され、かつステップ122'においてメモリ32に格納されたモニタ画像の再構成を実行する。図5の位相選択方法のために、モニタ・イメージング108は、軸断位のスライスが少なくとも1つの心臓繰返し周期にわたる、1つ以上の冠状動脈と交差する軸断位のスライスを収集する。心臓に栄養を与える3つの主な冠状動脈を横切る軸断位のスライスは、ステップ122''において再構成され、かつ位相選択画像メモリ54に格納されることが好ましい。ステップ190において、再構成された軸断位の画像の1つは、表示され、およびユーザは対象動脈を選択する。ステップ192において、ステップ122''の間に収集された画像および対応する心電計データに基づいて、心臓繰返し周期にわたる対象動脈の運動は、計算され、およびステップ194において、選択された動脈の制限された運動を示す1つ以上の心拍位相は、最適の位相として選ばれる。
【００６１】
図4および5の高速再構成および心拍位相選択方法は、典型的なもののみである。減少されたボクセル解像度または制限されたボリューム（例えば、スライス）再構成を使用して、高速再構成を実行するための他の方法も、また、使用されることができる。高速で再構成された画像から最適の心拍位相を選択するための方法は、手動または自動化とすることが可能であり、およびオプションとして診断目的100に合わせて調整される、例えば、方法124''は、冠状動脈解析に合わせて調整される。
【００６２】
図1および図2を引き続き参照し、更に図6を参照すると、心臓レビュー・プロセッサ66により実行される好適な方法200が、説明される。ステップ202において、1つ以上の診断目的100に基づいて、心臓レビューが実行されるべきか否かに関して、決定が行われる。診断目的100が収集された画像表示132の手動のレビューなしで適切に達成される場合、ステップ204において、方法200は、終了される。
【００６３】
心臓レビューがステップ202において適切であると考えられることを仮定すると、見られる3次元方向は、ステップ210において選択される。一般的に、選択される方向は、心臓の空間の方向に対してそれぞれ、水平または垂直の長い軸または短い軸である。しかしながら、解剖学的構造の方向（例えば、軸断位、矢状断または冠状断の方向）または他の便利な方向は、ステップ210において選択されることができる。ステップ210において方向を選択することは、スライスに対する平面方向を選択することと等価であることは、理解されるであろう。一般的に、この選択は、軸のドロップダウン・リストまたは別のインターフェースからユーザにより実行される。オプションとして、プロセッサ60は、診断目的100に基づいてスライス方向を選択する。さらに、ユーザがすばやくスライス方向を選択することができるアイコンまたは他の選択要素を含むことは、考えられる。
【００６４】
軸選択ステップ210において、スライス方向が効果的に選択されると、ステップ212において、選択された方向に対応するスライスは、3次元高解像度再構成された画像表示132から抽出される。ステップ214において、抽出されたスライスは、マトリクスまたは配列フォーマットで表示される。
【００６５】
図1、図2および図6を引き続き参照し、更に図7を参照すると、表示ステップ214は、心拍位相にインデックスを付ける1つのマトリクス軸（例えば、図7の水平軸）およびスライスにインデックスを付ける直交軸（例えば図7の垂直軸）で、画像スライスのマトリクスまたは配列を表示することが好ましい。典型的な心臓イメージング・セッションのために、1000を超えるスライスが、心臓の長さおよび全部の心臓繰返し周期にわたり収集される。画像のこの数は、一般的に、単一の表示スクリーンで見るにはあまりに大きいので、マトリックス表示は、ユーザがスライスをスクロール可能なように、水平および垂直スクロールバー220、222を含むことが好ましい。
【００６６】
スライス・カーソル224は、現在選択されたスライスを識別することが好ましい。画像カーソル226は、ビジュアル拡大または他の処理のために対象領域を選択するために提供される。図7の典型的な心臓レビュー表示において、画像カーソル226は、カーソルが3次元で空間的に位置づけられるように、軸位断のスライス230、冠状断のスライス232および矢状断のスライス234を含む軸位断／冠状断／矢状断の3方向の視点で表示される。これに代えて、スライス・ビュー230、232、234は、画像カーソル226を含む3次元レンダリングにより置き換えられる。
【００６７】
図1、図2および図6を引き続き参照し、更に図7を参照すると、ステップ242において、ボリューメトリック・イメージング110の間に収集された心電計(ECG)信号トレース240は、表示される。ECGトレース240およびスライス・マトリクスは、図7に示されるように、同時に表示されることが好ましい。ECGトレース240は、スライス・カーソル224により選択されたスライスに実質的に対応するECGトレースの位置を示すECGカーソル244を含むことが好ましい。カーソル224、226、244は、リンクされることが好ましい；すなわち、ユーザにより任意の1つのカーソルの動きは、空間、心拍位相、および時間的なECGの対応がカーソル224、226、244間で維持されるように、残っているカーソルを自動的にアップデートする。
【００６８】
オプションとして、一組のアイコン246は、或る一般的な心臓レビュー・パラメータの高速選択を実行するために、提供される。例えば、アイコン246の1つは、視軸および選択された冠状動脈を最適に見るのに適している初期カーソル位置を選択することができる。
【００６９】
カーソルを動かす、または心臓レビューの他の操作を実行するために、ユーザは、グラフィカルユーザ・インタフェース46を介してステップ250において入力を提供する。ユーザ入力への心臓レビューの応答は、入力250のタイプおよび値に依存する。入力250がスクロールバーの動きとして認識される252の場合、ステップ214において、表示は、適切にアップデートされる。入力が、例えば対応するユーザ・アイコン246のユーザ選択により、視軸の変更として認識される254の場合、新しい軸に対して垂直なスライスは、ステップ212において抽出され、かつステップ214において表示される。心臓レビューを終了する前に、ユーザは、レポート出力70において後で使用するために、例えば、スライス・カーソル224を使用して、1つ以上の典型的なレビュー画像256を選択することが好ましい。
【００７０】
図6および7を特に参照した上記の典型的な心臓レビュー表示および方法は、便利な心臓レビューを特殊な心臓イメージング応用に提供するために、当業者により容易に変更される。オプションとして、心臓レビュー表示および方法は、特有の診断目的100に適している。例えば、アイコン246のセットは、1つ以上の冠状動脈のための最適のビュー・パラメータを選択するためのアイコンを含むことができ、1つ以上の冠状動脈アイコンが冠状動脈の解析を含む診断目的100を条件として表示される。
【００７１】
図1および図2を引き続き参照し、更に図8を参照すると、ワークフローに定量的解析を統合するためのプロセッサ60により実施される好適な方法270が、説明される。ステップ272において、1つ以上の診断目的100に基づいて、1つ以上の定量的解析が実行されるべきか否かに関する決定が、行われる。診断目的100が、定性的な方法で、例えば、先天性の心臓欠陥を探すために定性的な心臓レビュー200により、適切に達成される場合、ステップ274において、方法270は、終了される。しかしながら、1つ以上の定量的解析が、診断目的100を達成するために必要とされる場合、ステップ276において、再び診断目的100に基づいて、定量的解析が、選択される。選択ステップ272、276が、診断目的100に基づいて、自動化されることが好ましく、およびユーザ入力を含まないことは、理解されるであろう。
【００７２】
本実施例において、3つの定量的解析：冠状動脈解析280；心室の機能的解析282；およびコントラスト送達解析284は、心臓ワークフローに統合される。もちろん、更なるおよび／または異なる定量的解析も、また、心臓ワークフローに統合されることができる。選択された定量的解析は、メモリ62に格納される定量的結果またはデータ290を生成する。このような複数の定量的解析が診断目的100により要求される場合、イメージング・データの共通のセットを使用して、定量的解析280、282、284の2つまたは3つの組み合わせが、単一の心臓CTセッションの間に実行されることができることは理解されるであろう。
【００７３】
図1、図2および図8を引き続き参照し、更に図9を参照すると、冠状動脈解析280を実行するための好適な方法が、説明される。冠状動脈解析280のために、高解像度画像表示132'は、冠状動脈が制限された運動を有する心拍位相に対応することが好ましい。このような心拍位相は、心拍位相選択方法124'のローカルな経路（図4参照）により、または心拍位相選択方法124''（図5参照）により、適切に選択される。ステップ300において、肺、脊椎、胸壁等のような非冠状領域は、例えば3次元レンダリングを介したユーザ選択により、または一般的な解剖学的構造の考慮事項に基づいて非冠状領域を識別する自動化された処理により識別される。
【００７４】
ステップ302において、識別された非冠状領域は、冠状領域を見えるようにするために、スカルプト・アウェイ(sculpt away)される。スカルプティング(sculpting)ステップ302は、識別された非冠状領域の空間的範囲を定義するために、組織濃度に基づいて適切に領域拡張法を使用する。非冠状領域は、非冠状ボクセルをゼロ-強度ボクセルに置き換えることにより、または画像表示132'から非冠状ボクセルを除去することにより、スカルプト・アウェイされる。
【００７５】
非冠状領域がスカルプト・アウェイされ、冠状領域、すなわち心臓、冠状動脈等は、3次元レンダリングにおいて明らかにされる。ステップ304において、ユーザは、対象冠状動脈に対応するシード点を選択する。選択された動脈は、例えば領域拡張法を使用して、トラッキングされ、およびステップ306において、冠状動脈画像表示を作成するために、スカルプト・アウト(sculpt out)されることが好ましい。スカルプトされた(sculpted)冠状動脈は、3次元レンダリングとして適切に表示される、および／または、ステップ310において投影面に投影される。
【００７６】
投影ステップ310は、曲線のMIP投影を形成するために、冠状動脈の中心線に対応する空間的曲線に沿って、最大または最小強度を投影することが好ましい。このような動脈投影は、トラッキングされた長さに沿って血管内腔の最大のまたは最小範囲を反映する。したがって、冠状動脈の狭窄または動脈瘤は、MIPにおいて明白である。
【００７７】
任意の検出された狭窄、動脈瘤または他の血管異常は、ステップ312における動脈投影から識別される。ステップ314において、狭窄の定量的なパラメータは、測定される、さもなければ、スカルプトされた冠状動脈から、またはレンダリング、MIP投影またはそれの他の表示から抽出されることが好ましい。例えば、ステント(stent)を設計するための定量的なパラメータは、オプションとして測定される。好適な実施例において、定量的解析は、血管内腔領域または最大直径をトラッキングされた長さに沿った位置の関数としてプロットすることにより、容易にされる。狭窄および動脈瘤は、このようなプロットにおいて、特に明白であり、および血管狭細または変形に対する定量的な値は、定量的な血管内腔プロットから容易に抽出される。
【００７８】
ステップ300、302において、非冠状領域を識別し、かつスカルプト・アウェイする代わりに、他の方法で、おおい隠している非冠状組織に対処することも、また考えられる。例えば、図7に示される画像カーソル226と類似のカーソルと組み合わされた図7の心臓レビュー表示に示されるような、軸状断／冠状断／矢状断の3方向の視点は、非冠状構造の先のスカルプティング除去なしで、ユーザに冠状動脈シード点を選択することを可能とするために、使用可能である。しかしながら、軸位断／冠状断／矢状断の3方向の視点を介する選択は、正しくないシード選択を避けるために、解剖の実質的な知識、並びに、ユーザ側の優れた3次元描出能力を必要とする。
【００７９】
図1、図2および図8を引き続き参照し、更に図10を参照すると、心室の機能的解析282を実行するための好適な方法が、説明される。心室の機能的解析282のために、高解像度画像表示132''は、心臓繰返し周期にわたることが好ましい。したがって、全ての心拍位相が、ステップ120、126において、選択され、かつステップ130において再構成されることが好ましい。心室ボリュームは、例えば、心室ボリュームの空間的範囲を領域拡張法を使用して決定し、かつ心室ボリュームを構成するボクセルのボリュームを合計することにより、ステップ330において各心拍位相に対して統合される。
【００８０】
幾つかの心拍位相の心室ボリュームは、心臓繰り返し周期にわたる心室のボリューム対心拍位相のプロットを形成するために、コンパイルされる。血液量、駆出率、一回心拍出量および／または心室の機能を特徴づけるための当業者に公知である同様の定量的なパラメータは、心室ボリューム心拍位相プロットから計算される。ステップ332において計算された心室ボリューム性能を心電計のデータから計算された平均心拍数と組み合わせることにより、心拍出量は、ステップ334において計算される。
【００８１】
ステップ330、332、334において計算された定量的な心室の血液ポンピング性能に加えて、心室の壁は、ステップ340における各心拍位相に対して、定義、またはセグメント化されることが好ましい。心室壁のセグメント化ステップ340は、ステップ330のボリューム定義領域拡張法と共にオプションとして実行される。心室壁の運動は、例えば心臓繰り返し周期にわたる心室壁に対応するボクセルのユークリッド距離および速度を測定することにより、ステップ342において評価される。オプションとして、心臓繰り返し周期にわたる心室壁運動は、ステップ344においてCINEアニメーションとして、ユーザに表示される。
【００８２】
図1、図2および図8を引き続き参照し、更に図11を参照すると、コントラスト送達解析284を実行するための好適な方法は、説明される。一般的に、コントラスト送達解析284は、心室および冠状動脈への造影剤のインテークおよび冠状組織への造影剤の灌流をトラッキングする。図2を特に参照すると、コントラスト送達解析のために、造影剤は、急速なボーラス注入としてステップ106において患者に投与される。造影剤インテークの実質的な部分は、モニタ・イメージング・ステップ108の間に発生し、この結果、ステップ110の間に収集されたイメージング・データから再構成された高解像度画像表示132は、造影剤インテーク間隔の実質的な部分を含まない。
【００８３】
したがって、コントラスト送達解析284は、高解像度画像表示メモリ56に格納された高解像度画像表示132およびモニタ画像メモリ52に格納されたモニタ画像350の両方にアクセスすることが好ましい。コントラスト送達解析284を含む診断目的がモニタ・イメージング・ステップ108の前に選択されるので、イメージング・コントローラ40は、充分なモニタ画像350がモニタリング108の間に収集されることを保証するように、モニタ・イメージング・ステップ108をオプションとして変更する。ボリューメトリック・コントラスト送達解析のために、モニタリング108は、ボリューメトリック・モニタ画像350を提供するように、ヘリカルまたはマルチスライス・スキャンが適切に割り込まれる。
【００８４】
小さい対象領域において造影剤インテークをモニタするために、対象領域と交差している選択されたスライスは、モニタリング・ステップ108の間に適切に収集される。特に、造影剤インテーク解析284に関する対象領域は、図3に示されるモニタリング108に関する対象領域と同じであることが好ましい。この場合、モニタリング・ステップ108は、診断目的100に造影剤インテーク解析284を含むかどうかによって変更されないことが可能である。しかしながら、モニタリング・ステップ108が一般的に相対的に低い解像度画像を使用する場合、造影剤インテーク解析284のためにモニタリング・ステップ108は、より高い解像度モニタ画像350を生成するために変更可能である。
【００８５】
造影剤取込みの期間に実質的にわたるスライスまたはボリューメトリック画像は、ステップ352において選択される。これらの画像は、一般的に、造影剤取込み期間にわたるように、モニタ画像350および高解像度画像表示132の両方から選択される。しかしながら、モニタリング・ステップ108のトリガ条件が、造影剤インテークがボリューム・イメージング110が始まる前に実質的に完了するような場合、画像選択ステップ352は、オプションとして、モニタ画像350からのみ画像を選択する。
【００８６】
各選択された画像に対して、選択された対象領域の濃度は、ステップ354におけるボクセル値に基づいて計算される。造影剤インテーク期間にわたる幾つかの選択された画像の濃度は、ステップ358においてユーザに好ましくは表示される、濃度-時間グラフをステップ356において作成するために、コンパイルされる。指数の取込み時定数のような造影剤取込みパラメータは、ステップ360において計算される。
【００８７】
造影剤インテークをモニタするのではなく、造影剤の血液から、または心臓組織からの除去を時間とともにモニタすることも、また、考えられる。この場合、画像選択ステップ352は、一般的に、高解像度画像表示132の中から代表的な画像を選択する。心臓組織からの造影剤の除去が、一般的に、取込みよりゆっくり発生するので、高解像度イメージング・ステップ110のための収集時間は、造影剤除去をモニタすることを含む診断目的100に応じて、延長されることが好ましく、およびデータ収集のペースは、オプションとして、全データ量を減らすために、遅くされる。
【００８８】
図1および図2を引き続き参照し、更に図12を参照すると、定性的および定量的な結果を効率的に組み合わせる心臓CTイメージング・セッション・レポートを生成するための適切な方法370が、説明される。診断目的100に基づいて、診断用心臓CTイメージング・セッション・レポート様式は、ステップ372において選択される。レポート様式は、画像、定量的な結果、ユーザ・コメントおよびその他を受信するためのフィールド含む電子様式であり、および診断目的100に合わせて特に調整されることが好ましい。ステップ374において、心臓レビューまたは心臓CTイメージング・セッションの他の部分の間に選択されたサンプル画像256は、レポート様式に統合される。定量的な結果290は、ステップ376において、同様に、レポート様式に統合される。
【００８９】
もちろん、特殊なレポート様式が対応している情報256、290に関するフィールドを含まない場合、ステップ374、376の何れも、オプションとして省略される。例えば、先天性の心臓の異常を識別するために実行される心臓CTイメージング・セッションで、その間定量的解析は実行されず、ステップ376は、以下の理由により、省略されることが好ましい：(i) 定量的な結果290がない：および(ii) 定量的解析を有さない定性的な心臓レビューを必要とする診断目的100に対応するレポート様式は、定量的な結果のためのフィールドを含まない。
【００９０】
好ましくは、そこに統合されたデータ256、290を有するレポート様式は、ユーザに表示され、かつユーザは、ステップ380において任意の適切な追加的なコメントを入力するよう促される。一般的なコメント・フィールドは、一般的なユーザ・コメントのためのレポート様式に適切に含まれる。加えて、オプションとして、各サンプル画像または定量的な結果は、特有のサンプル画像または定量的な結果に関連するユーザ・コメントが、入力可能であり、およびサンプル画像または定量的な結果の次に、下に、またはさもなければ近くに現れるような、ユーザ・コメント入力フィールドを含む。
【００９１】
データ256、290および追加的なユーザ・コメントをレポート様式に統合することにより生成される心臓CTセッション・レポートは、ステップ382において表示され、プリントされ、電子的に格納され、磁気的に格納され、光学的に格納され、電子的に通信され、光学的に通信され、または別の方法で処理されるのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】統合された心臓CTイメージング・セッション・ワークフローを含む典型的な心臓コンピュータ断層撮影イメージング装置を示す。
【図２】1つ、数個、または全ての収集された心拍位相の高解像度画像再構成による診断目的の選択からの、好適な統合された心臓CTイメージング・セッション・ワークフローの一部を示す。
【図３】高解像度ボリューメトリック心臓イメージングを開始するように最適の時間を検出するための好適な方法を示す。
【図４】好適な心臓CTイメージング・セッション・ワークフローの一部として、特有な診断目的に対する最適の心拍位相を選択するための1つの好適な実施例を示す。
【図５】好適な心臓CTイメージング・セッション・ワークフローの一部として、特有な診断目的に対して最適の心拍位相を選択するための別の好適な実施例を示す。
【図６】好適なワークフローの心臓レビュー・コンポーネントを実行するための好適な方法を示す。
【図７】典型的な心臓レビュー表示スナップショットを示す。
【図８】好適なワークフローの定量的心臓CT解析コンポーネントを選択かつ実施するための好適な方法を示す。
【図９】図8に示される定量的解析コンポーネントの冠状動脈解析分岐を実行するのための好適な方法を示す。
【図１０】図8に示される定量的解析コンポーネントの心室の機能的解析分岐を実行するための好適な方法を示す。
【図１１】図8に示される定量的解析コンポーネントのコントラスト送達解析分岐を実行するための好適な方法を示す。
【図１２】好適な心臓CTイメージング・セッション・ワークフローの一部として心臓CTセッション・レポートを構成かつ出力するための好適な方法を示す。
【符号の説明】
【００９３】
10  コンピュータ断層撮影(CT)イメージング・スキャナ
12  X線源
14  検査領域
16  患者支持台
18  ガントリ
20  X線検出器
22  造影剤
40  イメージング・コントローラ
42  心電計(ECG)
44  診断目的データベース
46  グラフィカルユーザ・インタフェース
48  再構成プロセッサ
60  プロセッサ
62  メモリ
70  レポート出力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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【国際調査報告】
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