(57)【要約】【課題】医師に追加診断情報を示す。【解決手段】  コンピュータ断層撮影データに基づいて画像を作成する方法であって、複数のＸ線エネルギー準位に関連したコンピュータ断層撮影画像データを混合することによって画像を作成するステップを含み、前記混合が非線形混合関数を利用して実施される。【選択図】図１
2009050706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータ断層撮影データに基づいて画像を作成する方法であって、
複数のＸ線エネルギー準位に関連したコンピュータ断層撮影画像データを混合することによって画像を作成するステップを含み、前記混合が非線形混合関数を利用して実施されることを特徴とする画像の作成方法。
【請求項２】
さらに、第１のＸ線エネルギー準位を有するＸ線を利用して第１の画像データを得るステップと、第２のＸ線エネルギー準位を有するＸ線を利用して第２の画像データを得るステップとが含まれ、
前記画像作成では、前記非線形混合関数を用いて前記第１の画像データと第２の画像データとを混合して前記画像が作成される
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のＸ線エネルギー準位と第２のＸ線エネルギー準位とが異なることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の画像データと第２の画像データとが非線形混合比に従って混合され、前記画像作成では、前記第１の画像データと前記第２の画像データとの等しくない部分を混合することによってコンピュータ断層撮影画像が作成されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
さらに、前記第１の画像データに基づいて非線形混合パラメータを計算するステップが含まれ、
前記非線形混合パラメータが第１の画像データと第２の画像データとを混合するための非線形混合比を表わし、前記画像作成では、前記非線形混合パラメータに基づいて前記第１の画像データと前記第２の画像データを混合することによって画像が作成されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項６】
さらに、前記非線形混合パラメータを修正することによって画像を調整するステップが含まれることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記非線形混合パラメータが非線形値μであり、前記非線形値μが下記の方程式
【数１】
2009050706.tif 000006
に従って計算される
（ここで、Ｉ1は第１の画像データを表わし、λμは非線形レベルを表わし、ωμは前記第１の画像データに関連した非線形幅を表わす）
ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記画像作成では、下記の方程式
【数２】
2009050706.tif 000007
に基づいて前記画像ＩOutが作成される
（ここで、Ｉ1は第１の画像データを表わし、Ｉ2は第２の画像データを表わし、μは非線形混合パラメータを表わす）
ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の画像データは複数の各第１の画像ボクセルに関連した個々の画像データを含み、前記第２の画像データは複数の各第２の画像ボクセルに関連した個々の画像データを含み、
前記画像作成は、さらに、
非線形混合関数を利用して、各第１の画像ボクセルの画像データと各第２の画像ボクセルの対応する画像データとを混合することによって、複数の個別合成画像ボクセルを作成するステップと、
前記複数の個別合成画像ボクセルに基づいて画像を作成するステップと
を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
さらに、各個別合成画像ボクセルに関連した非線形混合パラメータを修正することによって前記画像を調整するステップが含まれることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
さらに、各個別合成画像ボクセルに関連した少なくとも１つの画像パラメータを修正することによって前記画像を調整するステップが含まれることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
さらに、前記画像に関連した少なくとも１つの画像パラメータを修正することによって前記画像を調整するステップが含まれることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのパラメータは、スライス番号と、ビューウィンドウまたはレベルと、少なくとも１つの非線形関数パラメータとのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのパラメータは少なくとも１つの非線形関数パラメータを含み、前記少なくとも１つの非線形関数パラメータは前記画像の非線形幅と非線形レベルとのうちの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
さらに、前記画像を記憶するステップと前記画像をユーザに表示するステップとのうちの少なくとも一方のステップが含まれることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
複数のＸ線エネルギー準位に関連したコンピュータ断層撮影画像データを混合することによって画像を作成する処理ユニットが含まれている装置であって、前記混合が非線形混合関数を利用して実施されることを特徴とする装置。
【請求項１７】
さらに、第１のエネルギー準位で放射されたＸ線に基づいて第１の画像データを取得し、第２のエネルギー準位で放射されたＸ線に基づいて第２の画像データを取得するために利用可能なコンピュータ断層撮影ユニットが含まれ、
前記処理ユニットは前記非線形関数を用いて前記第１の画像データと第２の画像データとを混合することによって前記画像を作成する
ことを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記第１のエネルギー準位と第２のエネルギー準位とが異なることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記第１の画像データと第２の画像データとが混合比に従って混合され、前記処理ユニットは、さらに、前記第１の画像データと第２の画像データとの等しくない部分を混合することによって前記画像を作成することを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記処理ユニットは、さらに、前記第１の画像データに基づいて、第１の画像データと第２の画像データとを混合するための混合比を表わした非線形混合パラメータを計算し、かつ、前記混合パラメータに基づいて前記第１の画像データと前記第２の画像データとを混合することによって合成画像データを作成する非線形混合モジュールを含み、
前記処理ユニットは前記合成画像データに基づいて前記画像を作成する
ことを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２１】
前記非線形混合モジュールは、下記方程式に基づいて前記合成画像データＩOutを作成する
【数３】
2009050706.tif 000008
（ここで、Ｉ1は第１の画像データを表わし、Ｉ2は第２の画像データを表わし、μは非線形混合パラメータを表わす）
ことを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記処理ユニットは、さらに、入力装置を介して前記コンピュータ断層撮影画像に関連した少なくとも１つの画像パラメータを修正することによって前記画像を調整するのに利用可能であることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２３】
前記第１の画像データは複数の第１の画像ボクセルに関連した個々の画像データを含み、前記第２の画像データは複数の第２の画像ボクセルに関連した個々の画像データを含み、
前記処理ユニットは、さらに、前記非線形混合関数を利用して、前記各第１の画像ボクセルの画像データと前記各第２の画像ボクセルの対応する画像データとを混合することによって複数の個別合成画像ボクセルを作成し、かつ、前記複数の個別合成画像ボクセルに基づいて画像を作成する
ことを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項２４】
前記処理ユニットは、さらに、前記画像に関連した非線形混合パラメータと画像パラメータとの少なくとも一方を修正することによって前記画像を調整することを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項２５】
さらに、前記作成された画像を表示するためのディスプレイが含まれることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
この米国特許出願は、３５  Ｕ．Ｓ．Ｃ．（特許法）§１１９（ｅ）に基づいて、その全内容が参考までに本書において援用されている２００７年８月２４日に提出された仮出願６０／９３５，６７５に対して優先権を主張するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のＸ線撮像法では、減弱量は走査される体組織のタイプおよびＸ線ビームの平均エネルギー準位によって決まる。Ｘ線ビームの平均エネルギー準位はＸ線管のエネルギー設定を介して調整可能である。Ｘ線管のエネルギー設定はキロボルト（ｋＶ）で測定される。
【０００３】
一般に、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像は、単一エネルギー準位を用いて（単一エネルギーＣＴ撮像と呼ばれる）またはデュアルエネルギー準位を用いて（デュアルエネルギーＣＴ撮像と呼ばれる）実施することが可能である。デュアルエネルギー画像は、単一処置中に２回以上の異なるエネルギーによる走査を利用するかまたは１つ又は複数のエネルギー源を利用して得ることが可能である。
【０００４】
従来の単一エネルギーＣＴ撮像の場合、例えば１２０ｋＶのような単一エネルギー値を利用して画像データが得られる。従来のデュアルエネルギーＣＴ撮像の場合、２つの異なるエネルギー準位（例えば８０ｋＶおよび１４０ｋＶ）を利用してデュアル画像データ（例えば２つの画像データセットまたは２つの画像）が得られる。デュアル画像データは、並行して、同時に、または、順次得ることが可能である。２つの異なるエネルギー準位を利用して、デュアルエネルギー画像を収集する場合、２組の各画像データが異なる減弱特性を示すことがある。減弱レベルの相違によって、画像化組織の元素化学組成の分類が可能になる。
【０００５】
異なるエネルギー準位は、各画像データのコントラスト分解能および／またはノイズ特性に影響する可能性も１つの例えば、８０ｋＶの画像データは１４０ｋＶの画像データよりコントラスト分解能が高くなる可能性がある。しかし、８０ｋＶの画像データは１４０ｋＶの画像データよりノイズが多くなる可能性がある。従来のデュアルエネルギーＣＴシステムにおいて例えば８０ｋＶおよび１４０ｋＶの画像データの潜在的利点を十分に引き出すために、線形混合比を用いてエネルギー準位の高い画像データと低い画像データとを結合して、合成画像データを得ることが可能である。
【０００６】
１つの例では、従来の線形混合比は７０／３０とすることが可能である。この場合、合成画像データは、７０％の１４０ｋＶ画像データと３０％の８０ｋＶ画像データとを混合して得ることが可能である。画像データの線形混合法は当該技術において良く知られている。従って、簡略化のため詳細な論考は省くことにする。
【０００７】
より限定された１つの例の場合、例えば１２０ｋＶ〜１４０ｋＶ画像で示すことが可能な膵臓に関するデュアルエネルギー画像データによって、輪郭のはっきりしないやや粒子の粗い８０ｋＶ画像を得ることが可能である。しかしながら、８０ｋＶ画像は１２０〜１４０ｋＶ画像よりコントラスト分解能に優れる可能性がある。コントラスト分解能が高まると、医師は組織を見分けることが可能になる。従って、従来の線形結合法の場合、８０ｋＶ画像データの利点と１２０〜１４０ｋＶ画像データの利点は、結合の線形性に起因する欠点（例えばノイズ）によって少なくとも部分的に相殺される可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の線形混合は、検査している医師に追加診断情報を提供することも可能である。しかしながら、線形結合の欠陥のため医師に追加診断情報を示すことには潜在的に問題がある可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
いくつかの実施形態では、単一の合成画像において各画像情報の利点を明らかにし視覚化することができるように、少なくとも２組の画像情報（例えばエネルギー準位の低い画像情報と高い画像情報）の混合（ブレンディング）が改良される。医師（例えば放射線科医）のための調整可能なユーザインターフェイスによって、診断能力をさらに高めることが可能である。いくつかの実施形態では、器官および／または病変特有の事前設定も施され、これによって症例の再検討を簡単にすることが可能になる。
【００１０】
いくつかの実施形態では、単一の合成画像において各画像情報の利点を明らかにしおよび／または視覚化することができるように、複数のＸ線源を用いて得られる画像情報（例えば画像データ）の混合が改良される。
【００１１】
少なくとも１つの実施形態では、複数の画像データセットは、第１のＸ線エネルギー準位（例えば、約１２０ｋＶ〜約１４０ｋＶであるが、１４０ｋＶを超えるエネルギー準位または１２０ｋＶ未満のエネルギー準位を利用することも可能である）を用いて得られる第１の画像データセットと、第２のＸ線エネルギー準位（例えば約１００ｋＶ以下）を用いて得られる第２の画像データセットとを含むことができる。第１のエネルギー準位と第２のエネルギー準位とは異なっていてもよい。非線形関数を用いて、第１の画像データと第２の画像データとを混合するかまたは結合することにより、合成画像データを作成することが可能である。合成画像は、ディスプレイを介してユーザ（例えば放射線科医のような医師）に表示することが可能である。
【００１２】
いくつかの実施形態では、パラメトリックまたは非線形関数またはアルゴリズムを用いて複数の画像データセットの非線形混合を行う方法が提供される。
【００１３】
本発明による方法のいくつかの実施形態では、画像を作成するための時間および空間的に独立した合成画像データが得られる。各合成画像は、各ボクセル毎に複数の画像データセットの結合または混合に基づいて作成される。すなわち、例えば合成画像の各ボクセル毎に、複数の画像データセットを個別に混合することが可能である。各画像ボクセルは、個別に作成することが可能であり、従って、合成画像は次元とは無関係とすることが可能である。
【００１４】
いくつかの実施形態では、異なる組織領域を検査するのに微調整しか必要としない合成画像も得られる。
【００１５】
少なくとも１つの実施形態では、コンピュータ断層撮影データに基づいて画像を作成する方法が提供される。少なくともこの実施形態によれば、複数のＸ線エネルギー準位に関連した画像データを混合することによってコンピュータ断層撮影画像を作成することが可能である。混合は非線形混合関数を用いて実施することが可能である。コンピュータ断層撮影画像はユーザに表示しかつメモリに記憶するか、又はそのいずれかとすることが可能である。
【００１６】
少なくとも１つの他の実施形態では、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）装置が提供される。ＣＴ装置はＣＴユニットとディスプレイとを含むことが可能である。ＣＴユニットは、複数のＸ線エネルギー準位に関連した画像データを混合することによってコンピュータ断層撮影画像を作成するように構成することが可能である。混合は非線形混合関数を用いて実施することが可能である。ディスプレイは、ユーザに合成画像を表示するのに適したものとすることが可能である。
【００１７】
少なくともいくつかの実施形態によれば、第１の画像データは第１のＸ線エネルギー準位を有するＸ線を用いて得ることが可能であり、第２の画像データは第２のＸ線エネルギー準位を有するＸ線を用いて得ることが可能である。コンピュータ断層撮影画像は、非線形関数を用いて第１の画像データと第２の画像データとを混合することによって作成可能である。第１のＸ線エネルギー準位と第２のＸ線エネルギー準位とは異なっていてもよい。
【００１８】
第１の画像データと第２の画像データとはある混合比で混合（ブレンディング）することが可能であり、この場合、コンピュータ断層撮影画像は、第１の画像データと第２の画像データとの等しくない部分を混合することによって作成可能である。
【００１９】
少なくともいくつかの実施形態によれば、混合パラメータは第１の画像データに基づいて計算することが可能である。混合パラメータは、第１の画像データと第２の画像データとを混合するための混合比を表わすことが可能である。コンピュータ断層撮影画像は、混合パラメータおよび／またはコンピュータ断層撮影画像に関連した少なくとも１つの画像パラメータを修正することによって調整可能である。混合パラメータは非線形混合値であってよい。少なくとも１つのパラメータには、スライス番号と、ビューウィンドウと、少なくとも１つの非線形混合関数パラメータとのうちの少なくとも１つを含むことが可能である。少なくとも１つのパラメータは少なくとも１つの非線形混合関数パラメータを含むことが可能であり、少なくとも１つの非線形混合関数パラメータは非線形混合幅とコンピュータ断層撮影画像の非線形混合レベルとの少なくとも一方を含む。非線形混合関数、幅、および／または、レベルは、モイダル混合関数、モイダル幅、および／または、モイダルレベルであってよい。
【００２０】
少なくともいくつかの実施形態によれば、第１の画像データは複数の各第１の画像ボクセルに関連した個別画像データを含むことが可能であり、第２の画像データは複数の各第２の画像ボクセルに関連した個別画像データを含むことが可能である。非線形混合関数を利用して、各第１の画像ボクセルに関する画像データと各第２の画像ボクセルに関する対応する画像データとを混合することにより、複数の個別合成画像ボクセルを作成することが可能である。コンピュータ断層撮影画像は、複数の個別合成画像ボクセルに基づいて作成可能である。非線形混合関数はモイダル混合関数であってよい。
【００２１】
少なくともいくつかの実施形態によれば、ＣＴユニットはさらに第１のエネルギー源および第２のエネルギー源を含むことが可能である。第１のエネルギー源は第１のエネルギー準位のＸ線を放出し、第２のエネルギー源は第２のエネルギー準位のＸ線を放出する。ＣＴユニットは、さらに第１のエネルギー源から放出されたＸ線に基づく第１の画像データを取得し、第２のエネルギー源から放出されたＸ線に基づく第２の画像データを取得し、非線形関数を用いて第１の画像データと第２の画像データとを混合することによってＣＴ画像を作成するように構成することが可能である。
【００２２】
ＣＴユニットはさらに非線形混合モジュール（非線形ブレンディングモジュール）を含むことが可能である。非線形混合モジュールは第１の画像データに基づいて混合パラメータを計算するように構成可能である。混合パラメータは、第１の画像データと第２の画像データとを混合するための混合比を表わすことが可能である。非線形混合モジュールは、混合パラメータに基づいて第１の画像データと第２の画像データとを混合することによってコンピュータ断層撮影画像データを作成することも可能である。ＣＴユニットは、コンピュータ断層撮影画像データに基づいてコンピュータ断層画像を作成することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
付属の図面に示されたいくつかの実施形態について詳述することによって、それらの実施形態がより明らかになるであろう。
【００２４】
次に、ほんのいくつかの実施形態が示されている添付の図面を参照して、各種実施形態についてさらに詳述する。本明細書に開示される特定の構造および機能上の詳細は、ただ単にいくつかの実施形態について説明するための代表的なものにすぎない。しかしながら、本発明は多様な代替形態で実施することが可能であり、本明細書に記載の実施形態だけに制限されるものと解釈すべきではない。
【００２５】
従って、本発明の実施形態はさまざまな修正および代替形態が可能であるが、それらの実施形態は図面に例証のために示され、本明細書に記述されている。ただし云うまでもないが、本発明の実施形態を開示の特定の形態に制限するつもりはない。それどころか、実施形態は、本発明の範囲内にある全ての修正態様、同等態様、および、代替態様を網羅することを意図したものである。同一番号は、図の説明全体を通じて同一要素を表わしている。
【００２６】
云うまでもなく、本明細書において各種要素を説明するために用語「第１の」、「第２の」を用いる場合があるが、これらの要素はこれらの用語によって制限されるべきではない。これらの用語は、ただ単にある要素と別の要素を区別するために用いられているだけで１つの例えば、本発明の実施形態の範囲から逸脱することなく、第１の要素を第２の要素と呼ぶことが可能であり、同様に、第２の要素を第１の要素と呼ぶことも可能である。本明細書において用いられる限りにおいて、「および／または」という用語には、記載の関連項目の１つ又は複数のあらゆる組合せが含まれる。
【００２７】
云うまでもないが、ある要素が別の要素に「接続されている」または「結合されている」と記述されている場合、その要素が他の要素に直接接続または結合されていることもあるし、あるいは、介在要素が存在することもある。逆に、ある要素が別の要素に「直接接続されている」または「直接結合されている」と記述されている場合、介在要素は存在しない。要素間の関係を記述するために用いられる他の言葉も同様に解釈すべきである（例えば「〜の間」対「直接〜の間」、「〜に隣接する」対「〜にすぐ隣接する」等）。
【００２８】
本明細書において用いられる用語は、特定の実施形態の記述だけを目的としてものであり、本発明の実施形態の制限を意図したものではない。本明細書で用いられる限りにおいて、「１つの」および「その」のような単数形は、文脈において別段の明確な指示がない限り複数形も含むことを意図したものである。さらに云うまでもないが、用語「含む」、「含んでいる」、「包含する」、および／または、「包含している」は、本明細書において用いられる限りにおいて、列挙する特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または、コンポーネントの存在を指定するが、１つ又は複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、コンポーネント、および／または、それらのグループの存在もしくは追加を排除するものではない。
【００２９】
代替実施形態には、言及される機能／動作が図に示されているのとは違う順序で行われるものもあり得るという点にも留意されたい。例えば、連続して示された２つの図が、実際には、関与する機能／動作に応じてほぼ並行して実行されたり、場合によっては、逆の順序で実行されることもある。
【００３０】
必要ではないが、実施形態は、１つ又は複数のコンピュータプロセッサまたはＣＰＵによって実行されるプログラムモジュールのようなコンピュータ実行可能命令の一般的文脈で記述されることになる。一般に、プログラムモジュールには、特定のタスクを実施するか、または、特定の抽象データ型を実行するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造等が含まれる。本明細書で説明されるプログラムモジュールは、既存のＣＴスキャナにおける既存のハードウェアを用いて実行することが可能である。
【００３１】
実施形態は、タスクがリンクされた遠隔処理装置によって実施される分散型計算環境で実施することも可能である。分散型計算環境では、プログラムモジュールは局所記憶装置と遠隔記憶装置の両方に配置することが可能である。
【００３２】
本明細書に解説の動作および記号表現による操作は、別段の支障がない限り、１つ又は複数のプロセッサによって実施可能である。従って、コンピュータで実行されると称される場合もあるこのような動作および操作には、構造化形式によるデータを表わした電気信号のプロセッサによる操作も含まれる。この操作によって、データが変換されるかまたはコンピュータ記憶システムにおける記憶位置に保持され、これにより、当該技術者に良く知られているようにコンピュータの操作が再構成されるかまたは別様に変更される。
【００３３】
データを保持するデータ構造は、データフォーマットによって定義される特定の特性を備えたメモリの物理的記憶位置である。しかし、実施形態は以上の文脈で記述されているが、当該技術者には明らかなように、後述のさまざまな動作および操作はハードウェアで実施することもできるので、制限を意味するものではない。
【００３４】
いくつかの実施形態によれば、複数のエネルギー準位を用いて得られる複数の画像データセットを結合して、改良された画像視覚化をもたらす方法が提供される。本明細書で記述される限りにおいて、画像情報、画像データ、および、画像データセットは、同義的に用いられるものとし、対応する画像を作成して、ユーザに表示するために用いられる画像データを表わすものとする。一方、画像はユーザに表示される画像を表わすものとする。
【００３５】
少なくとも１つの実施形態によれば、少なくとも２つの異なるエネルギー準位を利用して、少なくとも２つの画像データセットを得ることが可能であり、少なくとも２つの画像データセットを単一の合成画像データセットに混合することが可能である。単一画像データセットを利用して、改良された画像視覚化をもたらすことが可能である。少なくとも１つの実施形態では、エネルギー準位の低い画像情報と高い画像情報の両方を混合して、単一画像における各画像データセットの潜在的利点を獲得する操作を改良する画像情報の器官特有の非線形混合方法が提供される。
【００３６】
図１は、本発明による方法の１つの実施形態を例示したフローチャートである。図２はＣＴユニットの１つの実施形態を例示したブロック図である。図２に示すＣＴユニットは、デュアルエネルギーＣＴとすることが可能であり、当該技術において良く知られているＣＴユニットと全く同様またはほぼ同様の機能性を備えることが可能である。しかし、図２のＣＴユニットは本明細書に記載の追加機能性を備えることも可能である。いくつかの実施形態は、まとめて図１および２に関して解説されることになる。しかしながら云うまでもなく、本発明による方法のいくつかの実施形態は、任意の適切なＣＴユニットで実施することが可能である。
【００３７】
いくつかの実施形態がＣＴユニットでの実施に関連して説明されることになるが、本明細書で論考される実施形態は任意のコンピュータで実施することが可能で１つの例えば、いくつかの実施形態はＣＴユニットから完全に独立したコンピュータまたはＣＴユニットに完全に一体化されたコンピュータで実施することが可能である。１つの例では、本明細書に記載の方法は、ＣＴデータまたは画像をロードすることが可能である一般的なパーソナルコンピュータまたはラップトップで実施することが可能である。
【００３８】
図１および２を参照すると、Ｓ１０２において、ＣＴスキャナ２２は複数のエネルギー源２２０−１〜２２０−Ｎを利用して複数のエネルギーデータを得ることが可能である。ここで、Ｎは自然数である。図１には複数のエネルギー源２２０−１〜２２０−Ｎが例示されているが、上述のように、単一エネルギー源を用いて複数のエネルギーデータを得ることが可能である。
【００３９】
エネルギー源２２０−１〜２２０−Ｎのうちの２つ以上は異なるＸ線エネルギー準位を備えることが可能である。１つの実施形態では、ＣＴスキャナ２２に２つのエネルギー源２２０−１，２２０−２を含むことが可能である。しかしながら、いくつかの実施形態はそれに制限されることはない。
【００４０】
デュアルエネルギーデータは、異なるＸ線エネルギー準位を利用してそのそれぞれを得ることが可能である複数の画像データセットを含むことができる。例示のため、ここでは、本発明による方法のいくつかの実施形態が、異なるＸ線エネルギー準位（例えば約８０ｋＶおよび約１４０ｋＶ）を放出する２つの異なるＸ線エネルギー源２２０−１および２２０−２を利用して得られる２つの画像データセットに関連して説明される。エネルギー準位はここでは第１のエネルギー準位および第２のエネルギー準位と呼ばれ、データセットは第１のエネルギー画像データＩ1および第２のエネルギー画像データＩ2と呼ばれる。本明細書に記載の実施形態において、第１のエネルギー準位と第２のエネルギー準位とは異なっていてもよい。例えば、第１のエネルギー準位は約８０ｋＶのような低エネルギー準位であり、一方第２のエネルギー準位は例えば１４０ｋＶのような高エネルギー準位であってよい。
【００４１】
もう一度図１および２を参照すると、デュアルエネルギーデータを得た後、Ｓ１０４においてデュアルエネルギーデータを非線形混合モジュール（非線形ブレンディングモジュール）２２２にロードすることが可能である。非線形混合モジュール２２２は、ＣＴユニット２２で実行されるソフトウェアモジュールまたはコンピュータ実行可能命令の形態をとることが可能である。代替案として、非線形混合モジュール２２２は、ＣＴユニット２２から独立したパーソナルコンピュータで実行されるソフトウェアモジュールまたはコンピュータ実行可能命令の形態をとることが可能である。
【００４２】
非線形混合モジュール２２２は、非線形混合関数（非線形ブレンディング関数）に従って第１のエネルギー画像データと第２のエネルギー画像データとを混合（ブレンディング）することによって合成画像データを作成することが可能である。その実施方法についてはさらに詳細に後述する。
【００４３】
１つの例では、合成画像データは、修正シグモイド関数を利用して第１のエネルギー画像データと第２のエネルギー画像データに基づいて作成することが可能であり、この場合、第１のエネルギー画像データと第２のエネルギー画像データとは異なる。以下では、修正シグモイド関数はモイダル関数と呼び、モイダル関数を用いた混合方法はモイダル混合と呼ぶ。
【００４４】
当該技術において良く知られているように、シグモイド関数は下記に示す方程式（１）によって表わされるパラメトリック関数である。
【００４５】
【数１】
2009050706.tif 000003
【００４６】
いくつかの実施形態によれば、モイダル混合関数は下記に示す方程式（２）によって表わすことが可能である。
【００４７】
【数２】
2009050706.tif 000004
【００４８】
方程式（２）において、μはモイダル値と呼ばれ、Ｉ1は第１のエネルギー画像データ（例えば画像ボクセルの場合、ハウンズフィールド単位）を表わし、λμはモイダルレベルを表わし、ωμはモイダル幅である。モイダル値μは混合パラメータと呼ぶことができ、画像データを混合して合成画像データを作成するための混合比を表わす。この混合比は、画像データセットの混合に含まれる各画像データの量を表わしている。いくつかの例では、混合比はパーセンテージで表わすことが可能である。本明細書に記載された適応可能で動的な混合比は、時間および／または空間とともに変化する可能性がある。
【００４９】
モイダルレベルλμおよびモイダル幅ωμはモイダル関数パラメータと総称することが可能である。モイダル関数パラメータは、ユーザが自由に調整可能な器官特有の定数とすることが可能である。いくつかの実施形態によれば、モイダル関数パラメータは、関心器官、走査される対象（患者）、スキャナ、エネルギー等に基づいて決定することが可能である。１つの例では、１４０ｋＶおよび８０ｋＶのエネルギーを用いて腹部走査を受ける平均的な患者の場合、１７０のモイダルレベルおよび６０のモイダル幅で始めれば十分であろう。
【００５０】
計算されたモイダル値を利用して、下記に示す方程式（３）によって合成画像データＩOutを作成することが可能である。
【００５１】
【数３】
2009050706.tif 000005
【００５２】
方程式（３）において、Ｉ2は、第２のエネルギー画像データ（例えば画像ボクセルの場合、ハウンズフィールド単位）を表わしている。上述のように、モイダルレベルλμおよびモイダル幅ωμはユーザが自由に調整可能な器官特有の定数とすることが可能である。
【００５３】
いくつかの実施形態によれば、方程式（３）を用いて、合成画像の各ボクセル毎に合成画像データＩOutが作成される。次に、各ボクセルの画像データに基づいて合成画像が作成される。合成画像データに基づいて合成画像を作成する方法は、当該技術において良く知られており、従って簡略化のために実施に関する詳細な説明は省くことにする。
【００５４】
１つの例では、合成画像は、アルゴリズムで提供される複数の画像に基づく従来の解像度の混合画像を含むことが可能である。解像度の一例には５１２×５１２がある。この例の場合、非線形混合モジュールは合成画像の各ボクセル毎に合成ボクセル画像データＩOutを計算する。ボクセル毎の画像データ作成は、当該技術において良く知られており、従って簡略化のために詳細な説明は省くことにする。
【００５５】
ＩOutが得られると、当該技術において良く知られているように、ＩOutを表示することによって出力画像を作成することが可能で１つの例えば、ボクセル１に関してＩOutが７５ＨＵの場合、この値のボクセル１をスクリーンに表示することが可能である。５１２×５１２のボクセルのそれぞれに同じ手順を実施することが可能である。換言すれば、ＩOut画像が作成されると、例えば、従来の強度スケーリングを含む公知の方法を用いてスクリーン上に画像を表示することができる。
【００５６】
もう一度図１および２を参照すると、Ｓ１０６において、非線形混合モジュール２２２によって作成された合成画像データに基づいて合成画像を作成し、ユーザに表示することが可能である。少なくとも１つの実施形態では、合成画像はグラフィカルユーザインターフェイス（ＧＵＩ）を介してユーザに表示することが可能である。図３には、１つの実施形態に従ってユーザに合成画像を表示するためのＧＵＩが例示されている。
【００５７】
上述のように、図３には、ユーザがリアルタイムで画像パラメータを変更することが可能であるＧＵＩが例示されている。画像パラメータには、例えば、スライス番号、ビューウィンドウ／レベル、および／または、モイダル関数パラメータを含むことが可能である。上述のように、モイダル関数パラメータはさらにモイダルレベルおよび／またはモイダル幅を含むことができる。
【００５８】
ＧＵＩを利用してリアルタイムで１つ又は複数の画像パラメータを変更することによって、医師は対象となる組織および／または病変の検出を改善することができる。画像パラメータ（例えば、スライス番号、モイダルレベル、および／または、モイダル幅）は、入力装置２６−１〜２６−Ｋを用いて変更することが可能である。入力装置２６−１〜２６−Ｋにはキーボード、マウス等の少なくとも１つを含むことが可能である。
【００５９】
もう一度図１および２を参照すると、Ｓ１０８においてユーザがデフォールト（default）モイダル関数パラメータ（例えば、モイダルレベルおよび／またはモイダル幅）に満足しなければ、ユーザは、上述のようにＳ１１０において組織特有のモイダル関数パラメータ（例えば、組織特有のモイダルレベルおよび／またはモイダル幅）を選択することが可能である。ユーザは、表示画像に基づいてデフォールトモイダル関数パラメータが十分であるか否かを判断することができる。
【００６０】
例えば、対象となる組織または病変を診断するのに十分に明瞭でなければ、ユーザは組織特有のモイダルレベルおよび／またはモイダル幅が必要であると判断する。一方、対象となる組織または病変を診断するのに十分に明瞭であれば、ユーザは組織または病変特有のモイダルレベルおよび／またはモイダル幅が不要であると判断する。組織または病変特有のモイダルレベルおよび／または幅はユーザによる指定が可能である。
【００６１】
やはり図１および２を参照すると、Ｓ１１０における組織特有のモイダルレベルおよび／またはモイダル幅の選択後、ユーザは、上述のようにＳ１１２においてＧＵＩを介して所望のスライス番号を選択することが可能である。当該技術において良く知られているように、スライスは収集特有の分解能を有する対象の単一断面である。スライスの選択を利用して、表示画像をさらに向上させることが可能である。
【００６２】
Ｓ１１６において画質が許容可能であれば、ユーザは選択されたスライスの組織および病変の診断を続行することが可能である。Ｓ１１６における画質の判定は、Ｓ１０８と同じかまたはほぼ同じように実施可能である。
【００６３】
Ｓ１１６に戻ると、画質が許容できない場合、Ｓ１１８において画像パラメータ（例えば、モイダルレベル、モイダル幅、スライス番号、および／または、ビューウィンドウ）を調整することが可能である。これらの調整の１つ又は複数は、例えばグラフィカルユーザインターフェイス（ＧＵＩ）を利用して、コンピュータディスプレイ２４を介して選択的に実施可能で１つの例えば、ユーザは表示された画像に基づいてＧＵＩを介して画像パラメータを調整することが可能である。
【００６４】
画像パラメータの調整が済むと、この方法はＳ１１６に進み、上述のように続行される。
【００６５】
図１のＳ１０８に戻ると、デフォールトモイダル関数パラメータが十分であれば、この方法はＳ１１２に進み、上述のように続行される。
【００６６】
図４には、本発明による方法のいくつかの実施形態のモイダル関数パラメータ依存性を例示した２つのグラフ（ａ），（ｂ）が示されている。グラフ（ａ），（ｂ）から明らかなように、高エネルギー画像情報は、モイダル曲線の上方に位置し、低エネルギー画像情報はモイダル曲線の下方に位置する。
【００６７】
図４のグラフ（ａ）に例示のように、モイダルレベルλμが高くなると、高エネルギー画像情報量の増大を利用した出力画像ＩOutを作成することが可能になる。一方、モイダルレベルλμを下げると、低エネルギー画像情報から得られる情報量が増大する可能性がある。
【００６８】
グラフ（ｂ）には、モイダル幅ωμの調整の影響が例示されている。図示のように、モイダル幅ωμが約０であれば、非線形混合関数またはアルゴリズムはしきい値処理のような働きをする。例えば、モイダルレベル以上のいかなるレベルも第１のエネルギー画像から除去する（または第１のエネルギー画像に大きく寄与する）ことが可能であり、モイダルレベル未満のいかなるレベルも第２のエネルギー画像から除去することが可能である。モイダルレベルは、ＩOutのための入力として利用される第１のエネルギー画像情報と第２のエネルギー画像情報とを分けるセパレータ（またはしきい値）として機能することが可能である。一方、約１００のモイダル幅ωμは線形混合のような働きをする。すなわち、例えば、モイダル幅１００の非線形関数は、無限大に近いモイダル幅の限界に比較的接近する可能性がある。この場合、混合関数はＣＴにとって一般的な値域（例えば、約−２０００〜約２０００）内において線形のように見える可能性がある。
【００６９】
本明細書ではモイダル混合技術の例に関して説明してきたが、いくつかの実施形態は、ガウス関数、区分線形関数、放物関数、同様の関数、いくつかの関数の合成等のような代替非線形混合関数を用いて実施することが可能である。
【００７０】
本明細書において具体的に説明されていないが、画像データは非線形混合前に処理することが可能で１つの例えば、得られた画像データは、レジストレーション、フィルタリング、再構成等を施すことが可能である。この場合、得られた画像データはコンピュータ断層撮影で得られる画像データであり、合成画像はコンピュータ断層撮影で得られる画像である。
【００７１】
本発明による方法のいくつかの実施形態は、１つ又は複数のコンピュータまたはプロセッサを介して機械で実施することが可能である。さらに、本明細書において説明されているシステムは、本明細書に記載された方法を実行するように構成された１つ又は複数のコンピュータの形態で具現化することが可能である。
【００７２】
いくつかの実施形態は、例えば任意の適切なコンピュータプログラムのようなソフトウェアで実施することも可能で１つの例えば、本発明の１つ又は複数の実施形態によるプログラムは、今後の臨床研究を実施するためのシステムにおいてパラメータを決定する方法のような、本明細書に解説の１つ又は複数の方法例をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム製品とすることが可能である。
【００７３】
コンピュータプログラム製品には、装置のプロセッサが１つ又は複数の上述の技法例に従って１つ又は複数の機能を実施できるようにするため、それで具現化されるコンピュータプログラムロジックまたはコード部分を備えるコンピュータ可読媒体を含むことが可能である。従って、コンピュータプログラムロジックによって、プロセッサは１つ又は複数の技法例または本明細書に記載のある特定の技法の１つ又は複数の機能を実施することが可能になる。
【００７４】
コンピュータ可読媒体は、コンピュータ本体内に取り付けられる内蔵媒体とすることもできるし、あるいは、コンピュータ本体から分離することができるように構成された取外し可能媒体とすることも可能である。内蔵媒体の例には、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、および、ハードディスクのような書換え可能な不揮発性メモリが含まれるが、これらに限定されない。取外し可能媒体の例には、ＣＤ−ＲＯＭおよびＤＶＤのような光記憶媒体、ＭＯのような磁気光記憶媒体、フロッピディスク（商標）、カセットテープ、および、取外し可能ハードディスクのような磁気記憶媒体、メモリカードのような内蔵式書換え可能不揮発性メモリを備えた媒体、および、ＲＯＭカセットのような内蔵ＲＯＭを備えた媒体を含むことが可能であるが、これらに限定されない。
【００７５】
これらのプログラムは、外部から供給される伝搬信号および／または搬送波で具現化されるコンピュータデータ信号（例えば無線または地上波）の形態で提供することも可能である。ある技法例の１つ又は複数の命令または機能を具現化するコンピュータデータ信号は、この技法例の命令または機能を実行するエンティティによって送信および／または受信されるように搬送波で搬送することが可能で１つの例えば、いくつかの実施形態の機能または命令は、例えば、コンピュータで搬送波の１つ又は複数のコードセグメントを処理することによって実施可能であり、ここで、命令または機能を実行することによって、本明細書に記載の実施形態に従って今後の臨床研究を実施するためのシステムにおけるパラメータを決定することが可能になる。
【００７６】
さらに、このようなプログラムは、コンピュータ可読記憶媒体に記録すれば、容易に記憶および分散が可能になる。コンピュータによって読み取られる記憶媒体によって、本明細書に記載の実施形態による方法および／または装置を使用可能にすることが可能になる。
【００７７】
いくつかの実施形態についてこのように解説してきたが、明らかに上記実施形態はさまざまに変化させることが可能で１つの例えば、本発明による方法のいくつかの実施形態は、ハードウェアおよび／またはソフトウェアで実施可能である。ハードウェア／ソフトウェア実施例には、プロセッサおよび製品の組み合わせを含むことが可能である。製品には、さらに、記憶媒体と、例えばコンピュータ可読媒体に記憶されたコンピュータプログラム製品のような実行可能なコンピュータプログラムを含むことが可能である。
【００７８】
実行可能なコンピュータプログラムには、既述の操作または機能を実施する命令を含むことが可能である。コンピュータ実行可能プログラムは、外部から供給される伝搬信号の一部として提供することも可能である。このような変形実施形態は、いくつかの実施形態の精神および範囲からの逸脱とみなすべきではなく、当該技術者にとって明瞭なこのような修正実施形態の全てが、付属の特許請求の範囲内に含まれるように意図されている。
【００７９】
本発明についてこのように解説してきたが、明らかに上記内容についてはさまざまに変更を加えることが可能である。このような変更は、本発明からの逸脱とみなすべきではなく、このような修正の全ては、本発明の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明による方法の１つの実施形態を例示したフローチャート
【図２】コンピュータ断層撮影（ＣＴ）ユニットの１つの実施形態を例示したブロック図
【図３】ユーザがリアルタイムでスライス番号、モイダルレベル、および／または、モイダル幅を変更できるようにすることが可能であるグラフィカルユーザインターフェイス（ＧＵＩ）の一例を示す図
【図４】いくつかの実施形態のモイダルレベルおよび／またはモイダル幅依存性を例示した図
【符号の説明】
【００８１】
２２  ＣＴスキャナ
２６−１〜２６−Ｋ  入力装置
２２０−１〜２２０−Ｎ  エネルギー源
２２２  非線形混合モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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