(57)【要約】本発明は、コンピュータ断層撮影スキャンからの画像データを処理するためのシステムを開示する。システムは、患者に対する抗腫瘍治療の前に作動させることができ、患者に対して標準的なコンピュータ断層撮影スキャン（ＣＴ）を実行して第１の座標系（Ｒｉｆ＿１）における第１の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿１）を取得するように構成される第１の検出装置（Ｄ１）と、手術中に患者の抗腫瘍治療の最後に作動させることができ、コーンビームコンピュータ断層撮影スキャン（ＣＢＣＴ）を実行して第２の座標系（Ｒｉｆ＿２）における第２の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿２）を取得するように構成される第２の検出装置（Ｄ２）と、第１の装置（Ｄ１）および第２の装置（Ｄ２）とデータ通信し、第１の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿１）および第２の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿２）を処理するように構成され、それにより抗腫瘍治療前の腫瘍塊（Ｍ１）および抗腫瘍治療後の壊死領域（Ｍ２）との間のグラフィックの比較を実現する処理ユニット（１００）とを備える。本発明はさらに、コンピュータ断層撮影スキャンからの画像データを処理するための対応する方法、特にコンピュータ実装される方法を開示する。【選択図】図１
2020507403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータ断層撮影スキャン（ＣＴ、ＣＢＣＴ）からの画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿１、Ｄ＿ＩＭＭ２）を処理するための処理システムであって、
患者に対する抗腫瘍治療の前に作動させることができる第１の検出装置（Ｄ１）であって、
患者の第１の器官（Ａ１）に対して標準的なコンピュータ断層撮影スキャン（ＣＴ）を実行し、前記第１の器官（Ａ１）は第２の器官（Ａ２）を含み、当該第２の器官（Ａ２）が腫瘍塊（Ｍ１）を含み、
前記標準的なコンピュータ断層撮影スキャン（ＣＴ）から、第１の座標系（Ｒｉｆ＿１）における第１の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿１）を取得し、前記第１の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿１）が、
前記患者の前記第１の器官（Ａ１）を表す画像の第１の部分（ＩＭＭ＿Ａ１）と、
前記患者の前記第２の器官（Ａ２）を表す前記画像の第２の部分（ＩＭＭ＿Ａ２）と、
前記腫瘍塊（Ｍ１）を表す前記画像の第３の部分（ＩＭＭ＿Ｍ１）とを含む、ように構成される第１の検出装置（Ｄ１）と、
手術中に前記患者の抗腫瘍治療の最後に作動させることができる第２の検出装置（Ｄ２）であって、
前記患者の第３の器官（Ａ３）に対してコーンビームコンピュータ断層撮影スキャン（ＣＢＣＴ）を実行し、前記第３の器官（Ａ３）は前記第２の器官（Ａ２）と実質的に一致し、前記第３の器官（Ａ３）は前記抗腫瘍治療から生じる壊死領域（Ｍ２）を含み、
前記コーンビームコンピュータ断層撮影スキャン（ＣＢＣＴ）から、第２の座標系（Ｒｉｆ＿２）における第２の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿２）を取得し、前記第２の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿２）が、
前記患者の前記第３の器官（Ａ３）を表す前記画像の第４の部分（ＩＭＭ＿Ａ３）と、
前記壊死領域（Ｍ２）を表す前記画像の第５の部分（ＩＭＭ＿Ｍ２）とを含む、ように構成される第２の検出装置（Ｄ２）と、
前記第１の検出装置（Ｄ１）および前記第２の検出装置（Ｄ２）とデータ通信する処理ユニット（１００）であって、前記第１の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿１）および前記第２の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿２）を処理するように構成され、
前記第１の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿１）をグラフィック処理するための第１のグラフィック処理ステップ（Ｆ１）を実行するように構成され、それにより前記第１の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿１）において前記第２の画像部分（ＩＭＭ＿Ａ２）および前記第３の画像部分（ＩＭＭ＿Ｍ１）をグラフィックハイライトする第１のグラフィック処理モジュール（１０１）と、
前記第１の座標系（Ｒｉｆ＿１）における前記第１の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿１）を前記第２の座標系（Ｒｉｆ＿２）における前記第２の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿２）とグラフィカルに比較可能にするための第２のグラフィック処理ステップ（Ｆ２）を実行するように構成される第２のグラフィック処理モジュール（１０２）と、
前記第２の画像部分（ＩＭＭ＿Ａ２）と前記第４の画像部分（ＩＭＭ＿Ａ３）とをグラフィカルに重ね合わせる（ＯＶＬ）ように構成される第３のグラフィック処理モジュール（１０３）と、
前記第２の画像部分（ＩＭＭ＿Ａ２）に含まれる前記第３の画像部分（ＩＭＭ＿Ｍ１）と、前記第４の画像部分（ＩＭＭ＿Ａ３）に含まれる前記第５の画像部分（ＩＭＭ＿Ｍ２）との間の重なり度（Ｇ＿ＯＶＬ）を計算するように構成され、それにより抗腫瘍治療前の前記腫瘍塊（Ｍ１）と抗腫瘍治療後の前記壊死領域（Ｍ２）との間のグラフィックの比較を実現する計算モジュール（１０４）と、を備える処理ユニット（１００）と
を備える処理システム。
【請求項２】
前記第１のグラフィック処理モジュール（１０１）は、前記第１の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿１）のグラフィックセグメンテーションによって前記第１のグラフィック処理ステップ（Ｆ１）を実行するように構成される、請求項１に記載の処理システム。
【請求項３】
前記計算モジュール（１０４）は、重なり度（Ｇ＿ＯＶＬ）を計算し、以下の状態、すなわち、抗腫瘍治療が正常に行われたことを表す完全重複（Ｇ＿ＯＶＬ１）、さらなる術中抗腫瘍治療の妥当性を検討する必要性を表す部分重複（Ｇ＿ＯＶＬ２）、およびさらなる術中抗腫瘍治療の必要性を表す重複欠如（Ｇ＿ＯＶＬ３）のうちの１つを決定するように構成される、請求項１または２に記載の処理システム。
【請求項４】
前記第２のグラフィック処理モジュール（１０２）が、前記標準的なコンピュータ断層撮影スキャン（ＣＴ）で得られた前記第１の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿１）と、前記コーンビームコンピュータ断層撮影スキャン（ＣＢＣＴ）で得られた前記第２の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿２）とのグラフィックレジストレーションによって前記第２のグラフィック処理ステップ（Ｆ２）を実行するように構成される、請求項３に記載の処理システム。
【請求項５】
前記第２のグラフィック処理モジュール（１０２）は、前記グラフィックレジストレーションにおいて、
剛体レジストレーションおよびアフィンレジストレーションのステップ（Ｆ２１）を実行し、それにより前記第１の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿１）と前記第２の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿２）との包括的なグラフィック再調整を実行し、前記再調整が前記第１および第２の画像データの回転、並進、および相対的なスケーリングを含み、
非剛体レジストレーションのステップ（Ｆ２２）を実行し、それにより前記第１の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿１）と前記第２の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿２）との正確なグラフィック再調整を実行し局所的な変形を補正する、ように構成される、請求項４に記載の処理システム。
【請求項６】
前記患者の前記第１の器官（Ａ１）が前記第２の器官（Ａ２）を含む胴体の領域であり、前記第２の器官（Ａ２）が肝臓または肺の領域であり、前記第３の器官（Ａ３）は前記第２の器官（Ａ２）と実質的に一致する、請求項１から５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
コンピュータ断層撮影スキャン（ＣＴ、ＣＢＣＴ）からの画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿１、Ｄ＿ＩＭＭ２）を処理するための方法であって、
患者に対する抗腫瘍治療の前に、
患者の第１の器官（Ａ１）に対して標準的なコンピュータ断層撮影スキャン（ＣＴ）を実行するステップであって、前記第１の器官（Ａ１）は第２の器官（Ａ２）を含み、当該第２の器官（Ａ２）が腫瘍塊（Ｍ１）を含む、ステップと、
前記標準的なコンピュータ断層撮影スキャン（ＣＴ）から、第１の座標系（Ｒｉｆ＿１）における第１の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿１）を取得するステップであって、前記第１の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿１）が、
前記患者の前記第１の器官（Ａ１）を表す画像の第１の部分（ＩＭＭ＿Ａ１）と、
前記患者の前記第２の器官（Ａ２）を表す前記画像の第２の部分（ＩＭＭ＿Ａ２）と、
前記腫瘍塊（Ｍ１）を表す前記画像の第３の部分（ＩＭＭ＿Ｍ１）と、を含むステップと、
前記第１の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿１）をグラフィック処理するための第１のグラフィック処理ステップ（Ｆ１）を実行し、それにより前記第１の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿１）において、前記第２の画像部分（ＩＭＭ＿Ａ２）および前記第３の画像部分（ＩＭＭ＿Ｍ１）をグラフィックハイライトするステップと、
手術中、前記患者の抗腫瘍治療の最後に、
前記患者の第３の器官（Ａ３）に対してコーンビームコンピュータ断層撮影スキャン（ＣＢＣＴ）を実行するステップであって、前記第３の器官（Ａ３）は前記第２の器官（Ａ２）と実質的に一致し、前記第３の器官（Ａ３）は前記抗腫瘍治療から生じる壊死領域（Ｍ２）を含む、ステップと、
前記コーンビームコンピュータ断層撮影スキャン（ＣＢＣＴ）から、第２の座標系（Ｒｉｆ＿２）における第２の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿２）を取得するステップであって、前記第２の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿１）が、
前記患者の前記第３の器官（Ａ３）を表す前記画像の第４の部分（ＩＭＭ＿Ａ３）と、
前記壊死領域（Ｍ２）を表す前記画像の第５の部分（ＩＭＭ＿Ｍ２）と、を含む、ステップと、
前記第１の座標系（Ｒｉｆ＿１）と前記第２の座標系（Ｒｉｆ＿２）との間で第２のグラフィック処理ステップ（Ｆ２）を実行し、それにより前記第１の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿１）と前記第２の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿２）とをグラフィカルに比較可能にするステップと、
前記第２の画像部分（ＩＭＭ＿Ａ２）と前記第４の画像部分（ＩＭＭ＿Ａ３）とをグラフィカルに重ね合わせるステップと、
前記第２の画像部分（ＩＭＭ＿Ａ２）に含まれる前記第３の画像部分（ＩＭＭ＿Ｍ１）と、前記第４の画像部分（ＩＭＭ＿Ａ３）に含まれる前記第５の画像部分（ＩＭＭ＿Ｍ２）との間の重なり度（Ｇ＿ＯＶＬ）を計算し、それにより抗腫瘍治療前の前記腫瘍塊（Ｍ１）と抗腫瘍治療後の前記壊死領域（Ｍ２）との間のグラフィックの比較を実現するステップと、を含む方法。
【請求項８】
前記第１の座標系（Ｒｉｆ＿１）は、第１の所定の画質（ｑ１）によって特徴付けられる３次元（Ｘ、Ｙ、およびＺ）を有するデカルト座標系であり、
前記第２の座標系（Ｒｉｆ＿２）は、前記第１の所定の画質（ｑ１）よりも低い品質の第２の所定の画質（ｑ２）によって特徴付けられる３次元コーンビーム座標（Ｘ、Ｙ、およびＺ）を有するデカルト座標系である、請求項７に記載の処理方法。
【請求項９】
前記重なり度（Ｇ＿ＯＶＬ）を計算する前記ステップは、抗腫瘍治療が正常に行われたことを表す完全重複（Ｇ＿ＯＶＬ１）、さらなる術中抗腫瘍治療の妥当性を検討する必要性を表す部分重複（Ｇ＿ＯＶＬ２）、およびさらなる術中抗腫瘍治療の必要性を表す重複欠如（Ｇ＿ＯＶＬ３）の状態のうちの１つを決定する、請求項７または８に記載の処理方法。
【請求項１０】
前記第１のグラフィック処理ステップ（Ｆ１）は、前記第１の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿１）のグラフィックセグメンテーションによって行われる、請求項７から９のいずれか１項に記載の処理方法。
【請求項１１】
前記第２のグラフィック処理ステップ（Ｆ２）は、前記標準的なコンピュータ断層撮影スキャン（ＣＴ）で得られた前記第１の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿１）と前記コーンビームコンピュータ断層撮影スキャン（ＣＢＣＴ）で得られた前記第２の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿２）とのグラフィックレジストレーションによって行われる、請求項７から１０のいずれか１項に記載の処理方法。
【請求項１２】
前記グラフィックレジストレーションは、
剛体レジストレーションおよびアフィンレジストレーションのステップ（Ｆ２１）であって、それにより前記第１の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿１）と前記第２の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿２）との包括的なグラフィック再調整を実行し、前記再調整が前記第１および第２の画像データの回転、並進、および相対的なスケーリングを含む、ステップと、
非剛体レジストレーションのステップ（Ｆ２２）であって、それにより前記第１の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿１）と前記第２の画像データ（Ｄ＿ＩＭＭ＿２）との正確なグラフィック再調整を実行し局所的な変形を補正するステップと、を含む、請求項１１に記載の処理方法。
【請求項１３】
前記抗腫瘍治療が、前記腫瘍塊（Ｍ１）の切除によって行われる、請求項７から１２のいずれか１項に記載の処理方法。
【請求項１４】
前記患者の前記第１の器官（Ａ１）が前記第２の器官（Ａ２）を含む胴体の領域であり、前記第２の器官（Ａ２）が肝臓または肺の領域であり、前記第３の器官（Ａ３）は前記第２の器官（Ａ２）と実質的に一致する、請求項７から１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記方法がコンピュータに実装された方法である、請求項７から１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
実行される場合に、請求項１５に記載の方法のステップを実行するように構成されたコンピュータプログラム。
【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スキャンからのデータを処理するためのシステムに関する。
【０００２】
本発明はさらに、コンピュータ断層撮影スキャンからのデータを処理するための方法に関する。
【０００３】
特に、本発明は、抗腫瘍治療法に関するコンピュータ断層撮影スキャンからのデータを処理するためのシステムおよび方法に関する。
【０００４】
より詳細には、本発明は、肝臓または肺に対する抗腫瘍治療の方法に関するコンピュータ断層撮影スキャンからのデータを処理するためのシステムおよび方法に関し、本説明はその説明を簡単にするためにこの適用分野を参照する。
【背景技術】
【０００５】
現在、例えば腫瘍塊の切除による外科的治療の前後の標準的なコンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャンからのデータが、補足的な抗腫瘍治療が必要であるかどうかをはっきりさせるために比較されている。
【０００６】
２つの標準的なコンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャン間の比較は、腫瘍塊が存在する身体領域を表す治療前画像データと腫瘤塊が治療された同じ身体領域を表す治療後画像データとの間の一対一対応を評価することを目的とした点比較である。
【０００７】
残念ながら、信頼できるものにするために、記載された処理は、第２の標準的なコンピュータ断層撮影スキャンが治療後２週間以上に実行されることを必要とする。
【０００８】
これは、グラフィック処理が再入院および補足的な治療のための治療の完全な結果を確認しない場合には、比較のために新たな治療後の標準的なコンピュータ断層撮影スキャンが後に続くであろう必要性をもたらす。
【０００９】
抗腫瘍治療前後の治療データの全体的な処理は、したがって、時間が経つにつれて大幅に遅れる。
【００１０】
これは明らかに長期の治療期間とその結果としての迅速な治療を受けていない患者の健康上のリスクをもたらす。
【００１１】
さらに、治療前のコンピュータ断層撮影スキャンと比較するために、手術中に患者の抗腫瘍治療の最後に標準的なコンピュータ断層撮影スキャンを実行することは、実現可能ではない。過度に複雑なロジスティクスと患者の健康上のリスクとを必要とするからである。
【００１２】
上記に照らして、抗腫瘍治療のためのコンピュータ断層撮影スキャンからのデータの処理は、現在のところ非効率的である。
【００１３】
本発明の目的は、コンピュータ断層撮影スキャンからのデータを処理するための効率的なシステムおよび方法を提供することである。
【００１４】
本発明の特定の目的は、抗腫瘍治療前後のデータ全体の処理に関して効率的な、コンピュータ断層撮影スキャンからのデータを処理するためのシステムおよび方法を提供することである。
【発明の概要】
【００１５】
本発明の第１の態様において、これらおよび他の目的は、コンピュータ断層撮影スキャンからのデータを処理するためのシステムによって達成され、当該システムは、
患者に対する抗腫瘍治療の前に作動させることができる第１の検出装置であって、
患者の第１の器官に対して標準的なコンピュータ断層撮影スキャンを実行し、第１の器官は第２の器官を含み、第２の器官は腫瘍塊を含み、
前記標準的なコンピュータ断層撮影スキャンから、第１の座標系における第１の画像データを取得し、第１の画像データが、
前記患者の前記第１の器官を表す画像の第１の部分と、
前記患者の前記第２の器官を表す画像の第２の部分と、
前記腫瘍塊を表す画像の第３の部分とを含む、ように構成される第１の検出装置と、
手術中に患者の抗腫瘍治療の最後に作動させることができる第２の検出装置であって、
前記患者の第３の器官に対してコーンビームコンピュータ断層撮影スキャンを実行し、前記第３の器官は前記第２の器官と実質的に一致し、前記第３の器官は前記抗腫瘍治療から生じる壊死領域を含み、
前記コーンビームコンピュータ断層撮影スキャンから、第２の座標系における第２の画像データを取得し、第２の画像データが、
前記患者の前記第３の器官を表す画像の第４の部分と、
前記壊死領域を表す画像の第５の部分とを含む、ように構成された第２の検出装置と、
前記第１の検出装置および前記第２の検出装置とデータ通信し、前記第１の画像データおよび前記第２の画像データを処理するように構成された処理ユニットであって、
前記第１の画像データをグラフィック処理するための第１のグラフィック処理ステップを実行するよう構成され、それにより前記第１の画像データにおいて前記第２の画像部分および前記第３の画像部分をグラフィックハイライトする第１のグラフィック処理ステップを実行するよう構成された第１のグラフィック処理モジュールと、
第２のグラフィック処理ステップを実行して、前記第１の座標系における前記第１の画像データを前記第２の座標系における前記第２の画像データとグラフィカルに比較可能にする第２のグラフィック処理モジュールと、
前記第２の画像部分と前記第４の画像部分とをグラフィカルに重ね合わせるように構成された第３のグラフィック処理モジュールと、
前記第２の画像部分に含まれる前記第３の画像部分と前記第４の画像部分に含まれる前記第５の画像部分との間の重なり度を計算するように構成された計算モジュールであって、それにより、抗腫瘍治療前の前記腫瘍塊と抗腫瘍治療後の前記壊死領域との間のグラフィックの比較を実現する計算モジュールと、を含む処理ユニットと、を備える。
【００１６】
有利な態様は従属請求項２から６に開示されている。
【００１７】
これらおよび他の目的は、コンピュータ断層撮影スキャンからのデータを処理するための方法によってさらに達成される。
【００１８】
当該方法は、
患者に対する抗腫瘍治療の前に、
患者の第１の器官に対して標準的なコンピュータ断層撮影スキャンを実行するステップであって、前記第１の器官は第２の器官を含み、当該第２の器官は腫瘍塊を含む、ステップと、
前記標準的なコンピュータ断層撮影スキャンから、第１の座標系における第１の画像データを取得するステップであって、前記第１の画像データは、
前記患者の前記第１の器官を表す画像の第１の部分と、
前記患者の前記第２の器官を表す画像の第２の部分と、
前記腫瘍塊を表す画像の第３の部分とを含む、ステップと、
前記第１の画像データをグラフィック処理するための第１のグラフィック処理ステップを実行し、それにより前記第１の画像データにおいて前記第２の画像部分と前記第３の画像部分とをグラフィックハイライトするステップと、
手術中、患者の抗腫瘍治療の最後に、
前記患者の第３の器官に対してコーンビームコンピュータ断層撮影スキャンを実行するステップであって、前記第３の器官は前記第２の器官と実質的に一致し、前記第３の器官は前記抗腫瘍治療から生じる壊死領域を含む、ステップと、
前記コーンビームコンピュータ断層撮影スキャンから、第２の座標系における第２の画像データを取得するステップであって、第２の画像データは、
前記患者の前記第３の器官を表す画像の第の４部分と、
前記壊死領域を表す画像の第５の部分とを含む、ステップと、
前記第１の座標系と前記第２の座標系との間で第２のグラフィック処理ステップを実行し、それにより前記第１の画像データと前記第２の画像データとをグラフィカルに比較可能にするステップと、
前記第２の画像部分と前記第４の画像部分とをグラフィカルに重ね合わせるステップと、
前記第２の画像部分に含まれる前記第３の画像部分と、前記第４の画像部分に含まれる前記第５の画像部分との間の重なり度を計算し、それにより、抗腫瘍治療前の前記腫瘍塊と抗腫瘍治療後の前記壊死領域との間のグラフィックの比較を実現するステップと、を含む。
【００１９】
有利な態様は、従属請求項８から１６に記載されている。
【００２０】
第３の態様では、コンピュータ断層撮影スキャンからのデータを処理するための方法はコンピュータ実装される。
【００２１】
第４の態様では、本発明は、第３の態様の処理方法のステップのうちの１つ以上を実行するコンピュータプログラムを含む。
【００２２】
本発明は複数の技術的効果を達成する。すなわち、
コンピュータ断層撮影スキャンからのデータの効率的な処理、
特に、抗腫瘍治療の前後におけるデータの全体的な処理に関して、コンピュータ断層撮影スキャンからのデータの効率的な処理、
結果として生じる効率的な抗腫瘍治療である。
【００２３】
本発明の前述の技術的効果／利点および他の技術的効果／利点は、添付の図面を参照しながらおおよその非限定的な例として提供される例示的な実施形態の以下の本明細書の説明からさらに詳細に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のシステム／方法の概略図である。
【図２】本発明のシステム／方法のグラフィック処理画像を示す。
【図３】本発明のシステム／方法のグラフィック処理画像を示す。
【図４】本発明のシステム／方法のグラフィック処理画像を示す。
【図５】本発明のシステム／方法のグラフィック処理画像を示す。
【図６】本発明のシステムの一般的機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、本発明のシステム／方法の概略図であり、それぞれの軸位断図および冠状断図（図の左側）を用いた患者の腹部全体に焦点を合わせた標準的なコンピュータ断層撮影スキャンのための技術と、異なるスキャンレベルのそれぞれの断面図（図の右側）を用いた患者の肝臓に焦点を合わせたコーンビームコンピュータ断層撮影スキャンのための技術との比較を概略的に示す。
【００２６】
断層撮影スキャンは、抗腫瘍治療の前に（標準的なコンピュータ断層撮影スキャン）、そして手術中に患者の抗腫瘍治療の最後に行われる（コーンビームコンピュータ断層撮影スキャン）。
【００２７】
断層撮影スキャンは２つの異なる検出装置Ｄ１、Ｄ２によって行われ、生成されたデータは処理ユニット１００によって処理される。
【００２８】
抗腫瘍治療は、好ましくは腫瘍塊の切除によって行われる、すなわち、再発および転移の発生を防ぐために、特に加熱された針を用いて体内で循環する腫瘍細胞を破壊することによって達成される。
【００２９】
本発明において、出願人は、標準的なコンピュータ断層撮影スキャンによって提供される詳細は、コーンビームコンピュータ断層撮影スキャンによって提供されるものよりも重要であると考えた。したがって、診断目的のために、すなわち、腫瘍を診断するために、標準的なコンピュータ断層撮影スキャンが使用される。実際、それは、肝臓腫瘍の場合、腹部全体（またはもっと一般的には胴体）のスキャンを表し、したがって肝臓の外側（リンパ節など）の病状も観察することができる一方、肺腫瘍の場合、それは胴体のスキャンを表し、したがって肺の外側の病状も観察することが可能である。
【００３０】
出願人はさらに、腫瘍の病期分類の目的のためにも、すなわち、腫瘍の大きさ、および元の発生部位からの腫瘍の広がりを概略的に説明するために、標準的なコンピュータ断層撮影スキャンが必要であると考えた。
【００３１】
本出願人はさらに、コーンビームコンピュータ断層撮影スキャンは一器官（例えば肝臓または肺）の集中的なスキャンにすぎず、時には器官全体を含めることが困難であるので、腫瘍を診断するステップのためにコーンビームコンピュータ断層撮影スキャンを使用することは効率的でもなく有用でもないと考えた。
【００３２】
本出願人はさらに、コーンビームコンピュータ断層撮影スキャンのために使用される造影剤が大量であり（標準的なコンピュータ断層撮影スキャンと比較してはるかに大きい）、そのため、造影剤を２回近づけて投与することを検討することは潜在的に有害である、すなわち、治療の前および手術中に患者の抗腫瘍治療の最後にコーンビームコンピュータ断層撮影スキャンを行うことを検討することは有害であることを検証した。
【００３３】
図１を参照すると、本発明は、コンピュータ断層撮影スキャン、特に標準的なコンピュータ断層撮影スキャンＣＴおよびコーンビームコンピュータ断層撮影スキャンＣＢＣＴからの画像データＤ＿ＩＭＭ＿１、Ｄ＿ＩＭＭ２を処理するための処理システムおよび方法を開示している。
【００３４】
本発明は、患者の第１の器官Ａ１に対して標準的なコンピュータ断層撮影スキャンＣＴを実行することを含む。
【００３５】
本発明の好ましい実施形態では、患者の第１の器官Ａ１は腹部領域、特に肝臓と周囲の領域とを含む。
【００３６】
あるいは、第１の器官Ａ１は、胴体の領域、すなわち、一緒に撮影された腹部と胸部の領域であり得る。
【００３７】
第１の器官Ａ１は患者の第２の器官Ａ２を含む。
【００３８】
本発明の好ましい実施形態では、患者の第２の器官Ａ２は肝臓の領域である。
【００３９】
代替の実施形態では、患者の第２の器官Ａ２は肺の領域である。
【００４０】
第２の器官Ａ２は、腫瘍塊Ｍ１を含む。
【００４１】
図１を参照すると、本発明は、標準的なコンピュータ断層撮影スキャンＣＴから、第１の座標系Ｒｉｆ＿１における第１の画像データＤ＿ＩＭＭ＿１を取得することを含む。
【００４２】
本発明によれば、標準的なコンピュータ断層撮影スキャンＣＴは、患者、特に腫瘍塊Ｍ１に対する抗腫瘍治療の前に行われる。
【００４３】
患者に対する抗腫瘍治療の前に作動させることができる第１の検出装置（Ｄ１）は、患者の第１の器官Ａ１に対して標準的なコンピュータ断層撮影スキャンＣＴを実行するように構成される。第１の器官Ａ１は第２の器官Ａ２を含み、第２の器官Ａ２は腫瘍塊Ｍ１を含む。
【００４４】
第１の検出装置（Ｄ１）はさらに、標準的なコンピュータ断層撮影スキャンＣＴから、第１の座標系Ｒｉｆ＿１における第１の画像データＤ＿ＩＭＭ＿１を取得するように構成される。
【００４５】
特に、第１の座標系Ｒｉｆ＿１は、第１の所定の画質ｑ１によって特徴付けられる３次元（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を有するデカルト座標系である。
【００４６】
標準的なコンピュータ断層撮影スキャンＣＴは関心のあるボリュームを取得し、３Ｄデータは続いて処理され、３つの平面、すなわち軸平面、冠状平面、および矢状平面上にレンダリングされる。
【００４７】
例えば、図１を参照すると、患者の第１の器官Ａ１の軸位断および冠状断を含む第１の画像データＤ＿ＩＭＭ＿１が左下に示されている。
【００４８】
特に、軸位断を示す図では、肝臓（図の左部分のほぼ全体を占める）と脾臓（図の右下）をはっきりと見ることができる。
【００４９】
図２はグラフィック処理された画像の一例を示す図である。特に、左側の画像は標準的なコンピュータ断層撮影スキャンＣＴの結果を軸位断および冠状断で表しており、左下の図１のものと一致している。
【００５０】
特に図２を参照すると、本発明によれば、第１の画像データＤ＿ＩＭＭ＿１は、
前記患者の前記第１の器官Ａ１を表す画像の第１の部分ＩＭＭ＿Ａ１と、
前記患者の前記第２の器官Ａ２を表す画像の第２の部分ＩＭＭ＿Ａ２と、
腫瘍塊Ｍ１を表す画像の第３の部分ＩＭＭ＿Ｍ１とを含む。
【００５１】
特に、図２は、軸位断２Ａ、冠状断２Ｂ、矢状断２Ｃ及び関心のあるボリュームを調べるために３つの軸に沿って移動することが可能な窓を表す断面に従って、抗腫瘍治療前に標準的なコンピュータ断層撮影スキャンＣＴから得られた一連の画像を示す。
【００５２】
本発明は、第１の画像データＤ＿ＩＭＭ＿１をグラフィック処理するための第１のグラフィック処理ステップＦ１（図６）を実行することを含む。
【００５３】
この処理の技術的効果は、第１の画像データＤ＿ＩＭＭ＿１において、第２の画像部分ＩＭＭ＿Ａ２および第３の画像部分ＩＭＭ＿Ｍ１をグラフィックハイライトすることである。
【００５４】
本発明によれば、第１のグラフィック処理ステップＦ１は、第１の画像データＤ＿ＩＭＭ＿１のグラフィックセグメンテーションによって実行される。
【００５５】
言い換えれば、図２を参照すると、第１の画像データＤ＿ＩＭＭ＿１は、ボクセル（体積の単位）がターゲット領域に属するという一定の基準に基づいて均一な領域に分割される。
【００５６】
技術的効果は、画像を詳細に分析するためのよりコンパクトな描写を得るために、画像を構成する物体を特定／認識することである。
【００５７】
言い換えれば、セグメンテーションは、画像の描写を単純化し、および／またはより意味のあるおよび／または分析しやすいグラフィック形式に変更することを可能にする。
【００５８】
図２に関して実行されるセグメンテーションは、第２の画像部分ＩＭＭ＿Ａ２によって表される第２の器官Ａ２、特に患者の肝臓が存在し、腫瘍塊Ｍ１を表す第３の画像部分ＩＭＭ＿Ｍ１によって表される腫瘍塊Ｍ１が存在する断面２Ａ、２Ｂ、２Ｃおよび２Ｄの領域の正確な特定を可能にする。
【００５９】
抗腫瘍治療の前に記載されたセグメンテーションに続いて、患者は手術中に抗腫瘍治療を受ける。
【００６０】
抗腫瘍治療は、好ましくは、腫瘍塊Ｍ１の切除によって行われる、すなわち、再発および転移の発生を防ぐために、特に加熱された針を用いて体内で循環する腫瘍細胞を破壊することによって達成される。
【００６１】
手術中、患者の抗腫瘍治療の最後に、
本発明は、患者の第３の器官Ａ３に対してコーンビームコンピュータ断層撮影スキャンＣＢＣＴを実行することを含む。
【００６２】
本発明の好ましい実施形態では、第３の器官Ａ３は第２の器官Ａ２、特に患者の肝臓と実質的に一致する。
【００６３】
あるいは、第２の器官Ａ２と実質的に一致する第３の器官Ａ３は患者の肺である。
【００６４】
本発明の好ましい実施形態では、第３の器官Ａ３は抗腫瘍治療から生じる壊死領域Ｍ２を含む。
【００６５】
本発明は、コーンビームコンピュータ断層撮影スキャンＣＢＣＴから、第２の座標系Ｒｉｆ＿２（図１）における第２の画像データＤ＿ＩＭＭ＿２を取得することを含む。
【００６６】
本発明によれば、コーンビームコンピュータ断層撮影スキャンＣＢＣＴは、手術中に患者の抗腫瘍治療の最後に行われる。
【００６７】
手術中に患者の抗腫瘍治療の最後に作動させることができる第２の検出装置Ｄ２は、第２の器官Ａ２と実質的に一致し、前記抗腫瘍治療から生じる壊死領域Ｍ２を含む患者の第３の器官Ａ３に対してコーンビームコンピュータ断層撮影スキャンＣＢＣＴを実行するように構成される。
【００６８】
第２の検出装置Ｄ２はさらに、コーンビームコンピュータ断層撮影スキャンＣＢＣＴから、第２の座標系Ｒｉｆ＿２における第２の画像データＤ＿ＩＭＭ＿２を取得するように構成される。
【００６９】
特に、図１の右側に概略的に示されるように、第２の座標系Ｒｉｆ＿２は、第１の所定の画質ｑ１よりも低い品質の第２の所定の画質ｑ２によって特徴付けられる３次元コーンビーム座標Ｘ、Ｙ、Ｚを有するデカルト座標系である。
【００７０】
特に図１を参照すると、本発明によれば、第２の画像データＤ＿ＩＭＭ＿２は、
患者の第３の器官Ａ３を表す画像の第４の部分ＩＭＭ＿Ａ３と、
壊死領域Ｍ２を表す画像の第５の部分ＩＭＭ＿Ｍ２とを含む。
【００７１】
特に、図１は、異なるスキャンレベルでの軸位断に従って、患者の抗腫瘍治療の最後にコーンビームコンピュータ断層撮影スキャンＣＢＣＴから得られた一連の画像を示す。
【００７２】
既に述べたように、本発明は、特に図６を参照すると、第１の検出装置（Ｄ１）および第２の検出装置Ｄ２とデータ通信し、第１の画像データＤ＿ＩＭＭ＿１および第２の画像データＤ＿ＩＭＭ＿２を処理するように構成された処理ユニット１００を含む。
【００７３】
一般に、本文脈および添付の特許請求の範囲において、処理ユニット１００は、その機能を明確かつ完全に説明することのみを目的として、別個の機能モジュール（記憶モジュールおよび動作モジュール）に分割されるように提示されていることに留意すべきである。
【００７４】
処理ユニットは、記載された機能を実行するように適切にプログラムされた単一の電子装置からなることができ、異なるモジュールはプログラムされた装置の一部であるハードウェアエンティティおよび／またはルーチンソフトウェアに対応することができる。
【００７５】
代替的に又は付加的に、これらの機能は、上述の機能モジュールを分散させることができる複数の電子装置によって実行することができる。
【００７６】
処理ユニット１００はまた、メモリモジュールに含まれる命令を実行するために１つまたは複数のプロセッサを利用することができる。
【００７７】
上述の機能モジュールは、それらが存在するネットワークアーキテクチャに基づいて、ローカルにまたはリモートに、異なるコンピュータに分散させることもできる。
【００７８】
本発明によれば、処理ユニット１００は、第１の画像データＤ＿ＩＭＭ＿１をグラフィック処理するための第１のステップＦ１（図２）を実行し、それにより第１の画像データＤ＿ＩＭＭ＿１において第２の画像部分ＩＭＭ＿Ａ２および第３の画像部分ＩＭＭ＿Ｍ１をグラフィックハイライトするように構成された第１のグラフィック処理モジュール１０１を含む。
【００７９】
言い換えれば、第１のグラフィック処理モジュール１０１は、前述したように、第１の画像データＤ＿ＩＭＭ＿１のグラフィックセグメンテーションを行う。
【００８０】
本発明は、第１の座標系Ｒｉｆ＿１と第２の座標系Ｒｉｆ＿２との間で第２のグラフィック処理ステップＦ２（図６）を実行することを含む。
【００８１】
図３Ａは、ほぼ全体的に断面で表される標準的なコンピュータ断層撮影スキャンＣＴの初期状態と、白線の内側の領域で表されるコーンビームコンピュータ断層撮影スキャンＣＢＣＴの初期状態との比較を示す。図から分かるように、グラフィック処理ステップＦ２の前には、２つの断層撮影スキャンは比較可能ではない。
【００８２】
したがって、第２のグラフィック処理ステップＦ２によって達成される技術的効果は、第１の画像データＤ＿ＩＭＭ＿１と第２の画像データＤ＿ＩＭＭ＿２とをグラフィカルに比較可能にすることである。
【００８３】
この目的のために、処理ユニット１００は、第１の座標系Ｒｉｆ＿１における第１の画像データＤ＿ＩＭＭ＿１を第２の座標系Ｒｉｆ＿２における第２の画像データＤ＿ＩＭＭ＿２とグラフィカルに比較可能にするために第２のグラフィック処理ステップＦ２を実行するように構成される第２のグラフィック処理モジュール（１０２）を備える。
【００８４】
第２のグラフィック処理ステップＦ２は、標準的なコンピュータ断層撮影スキャンＣＴで得られた第１の画像データＤ＿ＩＭＭ＿１とコーンビームコンピュータ断層撮影スキャンＣＢＣＴで得られた第２の画像データＤ＿ＩＭＭ＿２とのグラフィックレジストレーションによって行われる。
【００８５】
本発明によれば、図３（右側の画像）を参照すると、グラフィックレジストレーションは、剛体レジストレーションおよびアフィンレジストレーションのステップＦ２１を含む。
【００８６】
第２のグラフィック処理モジュール１０２は、剛体レジストレーションおよびアフィンレジストレーションのステップＦ２１を実行するように構成される。
【００８７】
技術的効果は、第１の画像データＤ＿ＩＭＭ＿１と第２の画像データＤ＿ＩＭＭ＿２との包括的なグラフィック再調整を確実にすることであり、再調整は、第１および第２の画像データの回転、並進および相対スケーリング（収縮または拡大）を含む。
【００８８】
その効果は図３（または図４の左側の画像グループ）に示されるが、剛体レジストレーションおよびアフィンレジストレーションが完全に整列されていない第１および第２の画像データを完全に位置合わせ（register）できなかった低解像度のぼやけた領域ＬＯＷに気付くかもしれない。
【００８９】
その結果、そのような領域の「可視性」は制限され、それは可能性のある腫瘍塊を特定することにおける大きな困難を表し得る。
【００９０】
本発明によれば、図４を参照すると、グラフィックレジストレーションは、非剛体レジストレーションのステップＦ２２をさらに含む。
【００９１】
第２のグラフィック処理モジュール１０２は、非剛体レジストレーションのステップＦ２２を実行するように構成される。
【００９２】
技術的効果は、局所的な変形を補正するように、第１の画像データＤ＿ＩＭＭ＿１と第２の画像データＤ＿ＩＭＭ＿２とが再整列されることを確実にすることである。
【００９３】
言い換えれば、非剛体レジストレーションのステップＦ２２は、第１の画像データＤ＿ＩＭＭ＿１と第２の画像データＤ＿ＩＭＭ＿２とを位置合わせすることによってぼやけた領域ＬＯＷを除去することを可能にし、それにより局所的のみで画像全体を考慮しない変形も補正する。これにより、可能性のある腫瘍の影響を受ける領域を最大限に「可視化」することができる。
【００９４】
技術的効果は図４（右側の画像グループ）に見ることができ、そこではぼやけた領域ＬＯＷがもはや存在していないことが明らかである。
【００９５】
第１の画像データＤ＿ＩＭＭ＿１と第２の画像データＤ＿ＩＭＭ＿２とのグラフィックレジストレーションを達成するグラフィック処理ステップＦ２の終わりに、画像データは後続の処理のために比較可能である。
【００９６】
図５を参照すると、本発明は、第４の画像部分ＩＭＭ＿Ａ３上に第２の画像部分ＩＭＭ＿Ａ２をグラフィカルに重ね合わせることを含む。
【００９７】
本発明によれば、処理ユニット１００の第３のグラフィック処理モジュール１０３は、第２の画像部分ＩＭＭ＿Ａ２と第４の画像部分ＩＭＭ＿Ａ３とをグラフィカルに重ね合わせるＯＶＬように構成される。
【００９８】
言い換えれば、好ましい実施形態では、重ね合わせるステップは、標準的なコンピュータ断層撮影スキャンＣＴで生成された肝臓の画像ＩＭＭ＿Ａ２をコーンビームコンピュータ断層撮影スキャンＣＢＣＴで生成された肝臓の画像ＩＭＭ＿Ａ３と重ね合わせることを含む。
【００９９】
代替実施形態では、重ね合わせるステップは、標準的なコンピュータ断層撮影スキャンＣＴで生成された肺の画像ＩＭＭ ＿Ａ２を、コーンビームコンピュータ断層撮影スキャンＣＢＣＴで生成された肺の画像ＩＭＭＡ＿３と重ね合わせることを含む。
【０１００】
有利には、本発明は、第２の画像部分ＩＭＭ＿Ａ２に含まれる第３の画像部分ＩＭＭ＿Ｍ１と第４の画像部分ＩＭＭ＿Ａ３に含まれる第５の画像部分ＩＭＭ＿Ｍ２との間の重なり度Ｇ＿ＯＶＬを計算することを含む。
【０１０１】
処理ユニット１００の計算モジュール１０４は、重なり度Ｇ＿ＯＶＬを計算するように構成される。
【０１０２】
言い換えれば、本発明は、抗腫瘍治療前の腫瘍塊Ｍ１と抗腫瘍治療後の壊死領域Ｍ２との間のグラフィックの比較を行うことを含む。
【０１０３】
達成される技術的効果は、治療前の腫瘍の境界と、手術中に好ましくは切除によって治療された領域の境界との間の対応関係の評価である。
【０１０４】
本発明によれば、重なり度Ｇ＿ＯＶＬを計算するステップは、以下の状態のうちの１つを決定する。
【０１０５】
−抗腫瘍治療が正常に行われたことを表す完全重複Ｇ＿ＯＶＬ１
−さらなる術中抗腫瘍治療の妥当性を検討する必要性を表す部分重複Ｇ＿ＯＶＬ２
−さらなる術中抗腫瘍治療の必要性を表す重複欠如Ｇ＿ＯＶＬ３
計算モジュール１０４（図６）は、重なり度Ｇ＿ＯＶＬを計算し、上述の状態のうちの１つを決定するように構成される。
【０１０６】
本発明のグラフィックレジストレーションは、特に肝臓または肺において、治療前の腫瘍を治療後（またはＣＢＣＴスキャンである場合には治療中）の切除と比較することを可能にする。比較はグラフィック処理に基づいて行われる。
【０１０７】
したがって、治療後に腫瘍領域が完全に中心でなかった、または部分的に中心であっただけであることが分かった場合、再治療は同じ手術部位で直接実施することができる。
【０１０８】
これまでは、治療の翌日に標準的なコンピュータ断層撮影スキャンを実行することによって比較が行われ、治療が失敗した場合には、患者を再入院させて手術室で別のセッションを行う必要があった。
【０１０９】
したがって、本発明の方法／システムは非常に効率的であり、そして患者の健康を保護する。
【０１１０】
特に、本発明はまた、人体に対する抗腫瘍治療のための方法に関し、当該方法は、
患者に対する抗腫瘍治療の前に、
患者の第１の器官Ａ１に対して標準的なコンピュータ断層撮影スキャンＣＴを実行するステップであって、第１の器官Ａ１は第２の器官Ａ２を含み、第２の器官Ａ２は腫瘍塊Ｍ１を含む、ステップと、
好ましくは腫瘍塊Ｍ１の切除によって抗腫瘍治療を実施するステップと、
手術中、患者の抗腫瘍治療の最後に、
前記患者の第３の器官Ａ３に対してコーンビームコンピュータ断層撮影スキャンＣＢＣＴを実行するステップであって、前記第３の器官Ａ３は前記第２の器官Ａ２と実質的に一致し、前記第３の器官Ａ３は前記抗腫瘍治療から生じる壊死領域Ｍ２を含む、ステップと、
前記第２の画像部分ＩＭＭ＿Ａ２と前記第４の画像部分ＩＭＭ＿Ａ３とをグラフィカルに重ね合わせるステップと、
前記第２の画像部分ＩＭＭ＿Ａ２に含まれる前記第３の画像部分ＩＭＭ＿Ｍ１と、前記第４の画像部分ＩＭＭ＿Ａ３に含まれる前記第５の画像部分ＩＭＭ＿Ｍ２との間の重なり度Ｇ＿ＯＶＬを計算するステップと、
検出された重なり度に従って治療の成功を評価するステップと、を含む。
【０１１１】
抗腫瘍治療方法は、完全重複Ｇ＿ＯＶＬ１の場合に治療を終了するステップを含む。
【０１１２】
あるいは、本方法は、部分重複Ｇ＿ＯＶＬ２の場合にさらなる術中抗腫瘍治療の妥当性を検討するステップを含む。
さらなる代替において、本方法は、重複欠如Ｇ＿ＯＶＬ３の場合にさらなる術中抗腫瘍治療を実施するステップを含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2020507403.tif 000005
【図４】
2020507403.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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