JP2014503331A - スペクトル撮像 - Google Patents

Abstract

ある方法は、被験者の一部のスペクトル投影画像を解析するステップ、前記スペクトル投影画像の関心領域における標的固有の造影剤の量を数値化する値を生成するステップ、及び既定のしきい値レベルを満たす値に応答して、前記標的の存在を示す信号を生成するステップ、を含む。

Description

以下のことは一般にスペクトル撮像に関連し、特にコンピュータ断層撮影（ＣＴ）の応用を用いて説明される。しかしながら、以下のことは他の撮像モダリティにも適している。

胸痛を感じている人は緊急治療室（ＥＲ）に入っている。一般的に胸痛は、心臓及び心臓以外の原因を含む多数の条件の１つの兆候である。しばしば、人は心臓疾患の病歴がなく、胸痛の原因が分からない。その人を診断する典型的な方法は、例えば心筋梗塞（ＭＩ又は心臓発作）、肺塞栓、胸部大動脈解離等のような、胸痛の特定の原因を除外すること（鑑別診断）である。緊急治療室の標準的な処置は、人のトロポニン（筋肉のタンパク質）値を検査し、心臓の電気活動を表す信号を得るために心電図（ＥＣＧ）をとり及び／又は観察のために人を収容することである。上記処置の結果では結論に達しないとき、胸痛の原因の決定を助けるために、人はさらに侵襲性の冠動脈造影、ストレス試験、外科手術及び／又は他の非侵襲性の撮像（例えば胸部Ｘ線）を受ける。

コンピュータ断層撮影（ＣＴ）は、非侵襲性の撮像処置である。従来のＣＴスキャナは一般に、検査領域を横断して検出器のアレイの反対側にある、ガントリ上に設けられるＸ線管を含む。この回転可能なガントリ及び故にＸ線管は、システムの制御下で、検査領域の周りを回転することができる。回転可能なガントリ及び故にＸ線管は、検査領域に対して静止する角位置に留まる又は保持されることもできる。Ｘ線管は、検査領域を横断し、検出器のアレイにより検出される放射線を放射するように構成される。この検出器のアレイは、それに応じて、検出した放射線を示す信号を生成及び出力する。この信号は、行われるスキャンの形式に依存して、二次元投影画像（例えばスカウト(scout)／パイロット(pilot)画像）又は三次元ボリューム画像データを生成するように構成される。

結果生じる投影画像又はボリューム画像データは、相対的な放射線濃度に対応するグレイスケール値を単位として通例は示されるピクセル又はボクセルを含む。このグレイスケール値は、スキャンされる被験者及び／又は物体の減衰特性を映し、一般にスキャンされる被験者又は物体内にある解剖学的構造のような構造を示す。材料による光子の吸収は、その材料を横切る光子のエネルギーに依存しているので、検出した放射線はスペクトル情報も含み、この情報は、被験者及び／又は物体のスキャンされる材料の元素組成又は材料成分（例えば原子番号）を示す追加の情報を提供する。残念なことに、従来のＣＴデータは、検出器のアレイにより出力される信号がエネルギースペクトルにわたってまとめられたエネルギーフルエンス(energy fluence)に比例するので、前記スペクトル特性を映していない。

スペクトルＣＴスキャナは、上述したスペクトル特性を取り込む。一般的に、スペクトルＣＴスキャナは、異なる平均スペクトルを持つ放射線を放射するように構成される２つ以上のＸ線管と、スキャン中、少なくとも２つの異なる放出電圧（例えば８０ｋＶと１４０ｋＶｐと）の間を制御可能なように切り替わるように構成される単一のＸ線管及び／又はエネルギー分解検出器（例えば光子計数検出器、異なるスペクトル感度を持つフォトダイオードの少なくとも２つの組等）及び弁別電子機器を備える単一基板のスペクトルＸ線管並びにエネルギー分解検出器のアレイとを含む。Ｋエッジのスペクトル撮像は、高Ｚ元素が、Ｋエッジエネルギーのすぐ下に光子を減衰させるのに比べて、特定のエネルギー（所与の元素のＫエッジエネルギー）より上のかなり高い程度まで光子を減少させる傾向があることを利用する。減衰挙動による不連続は、エネルギー分解検出器を用いて検出されることができる。

残念なことに、ＣＴスキャナは、電離放射線を放射し、故にスキャンを受けている人を電離放射線に曝す。これは、細胞を損傷又は殺してしまう及び／又はガンの危険性を増大させる。ＣＴスキャン自体は、胸痛の非侵襲性の鑑別のための臨床基準の一部とはなっていない。従って、ＣＴスキャナが胸痛の非侵襲性の鑑別及び／又は他の処置に対する臨床基準となり得るように、線量を下げるための未解決の必要性がある。

本発明の態様は、上述した事項及びその他を扱っている。

ある態様によれば、ある方法は、被験者の一部のスペクトル投影画像を解析するステップ、前記スペクトル投影画像の関心領域における標的固有の造影剤の量を数値化する値を生成するステップ、及び既定のしきい値レベルを満たす前記値に応答して、前記標的の存在を示す信号を生成するステップ、を含む。

他の態様によれば、あるシステムは、被験者の一部のスペクトル投影画像を解析し、前記スペクトル投影画像の関心領域における標的固有の造影剤の量を数値化する値を生成する解析器、並びに前記値を既定のしきい値レベルと比較し、前記標的固有の造影剤が前記スペクトル投影画像に存在しているかを示す信号を生成する処理構成要素を含む。

他の態様によれば、計算システムの処理器により実施されるとき、前記処理器が
被験者の一部のスペクトル投影画像の関心領域における標的固有の造影剤の量を数値化する値を生成し、
既定のしきい値レベルを満たす前記値に応答して、前記標的の存在を示す信号を生成し、
前記スペクトル投影画像、前記値又は前記信号の少なくとも１つに基づいて、前記被験者の行動指針を推薦する推薦を生成し、及び
前記スペクトル投影画像、前記しきい値、前記値又は前記信号の少なくとも１つを表示する、
コンピュータ読取可能記憶媒体におけるコード化したコンピュータ読取可能命令である。

本発明のさらに他の態様は、以下の詳細な説明を読み、理解すると当業者は分かるだろう。

本発明は、様々な構成要素及びこれら構成要素の配置、並びに様々なステップ及びこれらステップの配置の形式をとってもよい。図面は好ましい実施例を単に説明することを目的とし、本発明を限定しているとは考えるべきではない。

例示的な撮像システムの出力を処理するための様々な構成要素と接続する前記システムを概略的に示す。 例示的な方法を示す。 標的の存在を特定するための例示的なＫエッジ画像を示す。 撮像処置を計画するための例示的なＫエッジ画像を示す。 Ｋエッジ画像を介して計画されるスキャンに基づいて生成される例示的なボリューム画像を示す。

以下のことは、患者のある種の症状の診断及びその後の患者への処置を容易にする情報を生成する、限定ではない意思決定支援フレームワークを提供している。１つの限定ではない例において、このフレームワークは、患者のスペクトルＣＴのＸ線投影画像（例えばスペクトルのスカウト又はパイロット画像）を処理する。一般的に、このスペクトルＣＴのＸ線投影画像は、従来のＸ線投影と似ているが、スペクトル情報を追加している、及び１つ以上の標的固有の造影剤を用いて患者の造影スペクトルＣＴスキャンから得られることができる。このフレームワークは次いで、前記スペクトルＣＴのＸ線投影画像において前記１つ以上の投与した標的固有の造影剤の１つ以上の"ホットスポット(hot spot)"を特定する。胸痛の患者に対し、上述したことは、破綻したプラークを標的とする造影剤を用いて患者の造影スペクトルＣＴのスキャンを行うステップ、並びに胸痛の鑑別診断、及び任意で後続する治療計画のために、プラークの何れかが破綻したかを示している結果生じるスペクトルＣＴのＸ線投影画像（及び又はそこから得られる定量的情報）を処理するステップを含む。ここで説明するように、ある特定のワークフローと一緒に上記スペクトルＣＴのＸ線投影画像を使用することは、前記スペクトルＣＴのＸ線投影画像及び/又は前記ある特定フレームワークが使用されていない構成に比べ、患者の放射線被ばく又は線量を減らす。

図１は、例えばコンピュータ断層撮影（ＣＴ）システムのような撮像システム１００の一例を説明している。この撮像システム１００は、通常は固定されるガントリ１０２と回転するガントリ１０４とを含み、この回転するガントリ１０４は、固定されるガントリ１０２により回転自在に支持される。回転するガントリ１０４は、長手軸又はｚ軸を中心にして検査領域１０６の周りを回る。被験者支持体１０８、例えば診察台は、検査領域１０６において、人間若しくは動物の患者又は物体を支持している。被験者支持体１０８は、被験者又は物体の二次元投影（例えばスカウト／パイロット等）スキャン又はボリューム（例えばヘリカル／スパイラル、軸方向等）スキャンを行うために検査空間１０６に対して前記被験者又は物体を誘導するように、スキャンするのと連係して動かすことができる。

放射線源１１０、例えばＸ線管は、回転するガントリ１０４により支持され、多エネルギー／多色放射線を放射する。コリメータ１１２は、放射線ビームを平行(collimate)し、検査領域１０６及びこの検査領域内にいる被験者又は物体の一部を横断する、一般的な円錐形、扇形、くさび形又は他の形状の放射線ビームを作り出す。投影スキャンにとって、回転するガントリ１０４及び故に放射線源１１０は、検査領域１０６に対し静的な角位置で保持される。もう１つの例において、回転するガントリ１０４が回転し、同じ又はよく似た角位置で取得したデータから投影画像が作られる。ボリュームスキャンにとって、回転するガントリ１０４及び故に放射線源１１０は、放射線源１１０が放射線を放射している間、検査領域１０６の周りを回る。

放射線検出器のアレイ１１６は、検査領域１０６を横断する光子を検出する。示される放射線検出器のアレイ１１６は、エネルギー分解検出器、例えば直接変換検出器（例えばＳｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴｅ等）又は異なるＸ線エネルギー感度を持つ少なくとも２つのシンチレータ及び対応する光感度を持つ少なくとも２つの対応する光センサを含むシンチレータベースの多重スペクトル検出器（例えば２段検出器）である。２段検出器の限定ではない例は、2007年10月26日出願の特許出願シリアル番号11/912,673号、発明の名称"Double Decker Detector for Spectral CT"に開示され、この全ては参照することにより組み込まれる。放射線検出器のアレイ１１６は、検出した光子の電気信号、例えば電流又は電圧信号を生成する。放射線検出器のアレイ１１６は、ｚ軸方向に沿った検出器の１つ以上の列を含んでもよい。

プリアンプ１１８は、検出器１１６が出力した電気信号を増幅する。パルス整形器１２０は、前記増幅した電気信号を処理し、前記検出した光子のエネルギーを示す例えば電圧のようなパルス又は他のパルスを生じさせる。エネルギー弁別器１１２は、前記パルスをエネルギー弁別する。示される例において、エネルギー弁別器１２２は比較器１２４を含み、この比較器１２４は、１つ以上のサブ比較器を含み、前記パルスの振幅を２つ以上の異なるエネルギーしきい値と比較し、これらしきい値は関心のある異なるエネルギーに対応している。比較器１２４は、前記比較に基づいて光子のエネルギーを示す出力信号を作り出す。

カウンター１２８は、エネルギー弁別器１２２の出力に基づいて、各しきい値のカウント値を増分する。例えば、特定のしきい値に対する比較器１２４の出力が、パルスの振幅は対応するしきい値を超えていることを示すとき、このしきい値のカウント値は増分される。エネルギービンナー(binner)１３０は、前記信号及び故に光子をそのカウントに基づいて２つ以上のエネルギービンにエネルギービン分けをする。各エネルギービンは、エネルギー範囲又はウィンドウを含んでいる。例えば、あるビンは、２つのしきい値の間にあるエネルギー範囲に対し定義されてもよく、ここでは、下方のしきい値に対してであるが、上方のしきい値に対してではないカウントをもたらす光子が前記ビンに割り当てられる。

信号分解器１３２は、エネルギー分解信号を様々なエネルギー依存成分に分解する。例えば、ある例において、検出したエネルギー分解信号は、コンプトン成分、光電成分及び例えば造影剤において、１つ以上のＫエッジ材料を表す１つ以上のＫエッジ成分に分解される。造影剤がＫエッジ材料を含んでいる実施例では、Ｋエッジ成分は一般に造影剤を映しているのに対し、コンプトン及び光電成分は解剖学的構造を映すのに用いられる。最大尤度及び/又は他の分解技術が使用されてもよいことも分かっている。例示的な分解方法は、2007年12月14日出願の出願シリアル番号PCT/IB2007/055105に開示され、これは、2006年12月20日出願の仮出願シリアル番号EP06126653.2の利点を主張している。これらは共に参照することにより全て含むものとする。

再構成器１３４は検出した信号を選択的に再構成する。ある例において、これは、スカウト／パイロット及び/又はボリュームスキャンのために、コンプトン、光電及び/又はＫエッジ成分を個別に又は組み合わせて再構成することを含む。造影剤がＫエッジ材料を含んでいる実施例では、Ｋエッジ成分は、造影剤の量を示す造影剤の画像を関心組織と組み合わせて生成するように再構成されることができる。画像がスカウト／パイロット画像である場合、Ｋエッジの画像は、例えば造影剤が存在している画像の１つ以上の関心領域に基づいて、患者の後続するパイロット／スカウト及び/又はボリュームスキャンを計画するのに使用されることができる。１つ以上の解剖学的構造の画像は、前記分解した成分の１つ以上に基づいて再構成されてもよい。さらに、造影剤の画像及び構造の画像が重ね合されても及び/又は別の方法で１つの画像に結合されてもよい。

汎用のコンピュータはオペレータ制御卓１３６として役立つ。この制御卓１３６は、例えばモニター又はディスプレイのような人間が読取可能な出力装置、並びに例えばキーボード及びマウスのような入力装置を含む。この制御卓１３６に常駐しているソフトウェアは、オペレータがグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を介して又は別の方法でスキャナ１００と対話することを可能にする。この対話は、例えばスカウト／パイロット又はボリュームスキャンのようなスキャンの形式を選択すること、例えばＫエッジ撮像のようなスペクトルプロトコル又は他のスペクトルプロトコルを用いるために撮像プロトコルを選択すること、スキャンを開始すること等を含む。

注入器１２６は、例えば造影撮像処置のために造影剤を注入するように構成される。心臓応用にとって、適切な造影剤は、破綻したプラークを標的とする造影剤を含む。他の心臓及び/又は非心臓の造影剤もここに含まれる。示される注入器１２６は、前記制御卓１３６により制御され、この制御卓は注入器１２６において、関心組織によるピークコントラストの摂取及び強調が１呼吸サイクルの間スキャンされるようなスキャンの実行と協働して造影剤の投与を作動又は実行する。それに加えて又はその代わりに造影剤が臨床医等により手動で投与されることができる。造影剤が手動で投与される場合、注入器１２６は省略されることができる。

さらに造影剤に関して、一般的には適切な造影剤は、１つ以上のＫエッジ成分を含んでもよい。例えば、造影剤は、撮像システム１００により撮像されるのに適したＫエッジ材料を用いた、特定の標的に親和性を持つ標的（例えば組織）に固有のナノ粒子を備える造影剤を含んでもよい。このようなナノ粒子は、例えばビスマス(Ｂｉ)、金、ガドリニウム(Ｇｄ)及び/又は診断用Ｘ線のエネルギー帯域内（例えば20-140KeV）にあるＫエッジ値を持つ他の要素のような要素に基づくことができる。適切な造影剤を使用するスペクトルＣＴの応用の一例は、Pan他著、"Computed Tomography in Color: NanoK-Enhanced Spectral CT Molecular Imaging", 2010 Angew. Chem. Int. Ed. 49, 9635-9639に説明されている。

解析器１４０は、再構成器１３４からの再構成したデータを解析する。このようなデータは、スカウト／パイロット及び/又はボリュームスキャンのために、分解したＫエッジ成分、コンプトン成分及び光電成分、Ｋエッジ成分、コンプトン成分、光電成分及び/又は結合画像を含んでもよい。ある例において、解析器１４０は、Ｋエッジ画像に基づいて関心組織に関する造影剤の量を数値化（例えばその量の数値を生成）し、数値化した量を示す信号を生成する。この数値化した量は、関心組織の全てを表すグローバル値及び/又は関心組織の既定したサブ部分を表すある値若しくはローカル値を含んでもよい。スカウト／パイロットデータに基づいて上記情報を生成することは、ボリュームスキャンのデータに基づいて上記情報が生成される構成に比べ、患者の線量及びスキャン時間を減らす。

レコメンダ(recommender)１４２は、造影剤の前記数値化した量（例えばグローバル及び/又はローカル）に基づく推薦を示す信号を生成する。示される実施例において、このレコメンダ１４２は、１つ以上の規則１４４及び１つ以上のしきい値１４６基づいて推薦を生成する。例として、ある規則は、造影剤の量又はレベルがしきい値よりも大きい場合、レコメンダ１４２は、患者が早急な又は差し当たりの対応を受けるべきであることを示す信号を生成し、造影剤の量又はレベルが前記しきい値よりも小さい場合、レコメンダ１４２は、患者が早急な又は差し当たりの対応は必要ないことを示す信号を生成することを示してもよい。

他の規則は、患者内の位置、しきい値を超えた量を含むエリアの大きさ、患者の情報（例えば年齢、健康状態、病歴等）、臨床医の選択、設備の選択、臨床ガイドライン、標準規格等に基づいてもよい。任意で、追加の又は補助的な情報が推薦と共に含まれてもよい。例えば、数値化したレベルがしきい値を超えているのに、前記エリアの大きさを理由に、前記規則が対応は必要ないと示す場合、前記追加の又は補助的な情報が前記エリアの大きさは介入（インターベンション）するには小さすぎることを示してもよい。適切な推薦は、推薦しない又は推薦が無いことでもよい。この場合、信号はもはや生成されない。幾つかの実施例において、前記レコメンダ１４２は省略される。

処理構成要素１４８は、前記再構成したデータ、前記数値化した造影剤のレベル及び前記推薦の少なくとも１つ以上を処理する。このような処理は、ディスプレイ１５０により表示するために、上記データを組み合わせることも含んでいる。ディスプレイ１５０は、例えば意思決定支援システム、撮像スキャナ、スマートフォン、ＰＡＣＳ等のような様々なシステム及び/又は装置の一部とすることができる。既知の及び/又は他の画像処理ツール（例えば、ズーム、パン、セグメント化等）が前記ディスプレイにより示されたり、画像を処理する及び/又は他の機能を実行するのに使用されたりすることもできる。ある例において、ディスプレイ１５０が１つ以上の構造の画像、１つ以上のコントラスト画像、数値化したレベル（例えば数値的に及び/又は色コード化により、ハイライト等）並びに推薦を視覚的に表示するように、データが同時に表示される。このようなデータが個々に表示されることができる又は上記情報の１つ以上が組み合わされ、表示される、及び/又はディスプレイ１５０、ユーザ等の位置に依存して別々に表示されることができる。

例えば、（以下に詳細に説明される）図３は、対応するプラークを指している矢印と共に介入("Intervene")及び観察("Observe")を推薦している印と一緒に考えられるプラークの幾つかのエリアを視覚的に示しているスペクトルスカウト／パイロット画像の例示的な表示１５０を示す。（以下に詳細に説明される）図４において、ディスプレイ１５０は、介入("Intervene")に推薦されるプラークを後でスキャンするための推薦される関心領域（ＲＯＩ）と一緒に前記考えられるプラークの幾つかのエリアを視覚的に示しているスペクトルスカウト／パイロット画像を示す。他の情報、例えば推薦されるスキャンプロトコル、患者をスキャンするためのスキャナにロードするための推薦されるスキャンプロトコルをユーザが選択ことを可能にするユーザが選択可能なメニューエントリー、推薦を承認及び/又は拒否することに関する情報及び/又は他の情報が示されることもできる。

一般的に、前記処理構成要素１４８の出力は、緊急治療室の意思決定支援、鑑別診断、介入、介入放射線若しくはＸ線、マルチモダリティ一式を含むが、それらに限定されない様々な状況において使用される又は用いられる。例として、造影剤が破綻したプラークと標的とする造影剤を含んでいる場合、ＣＴデータはプラークの何れかが破綻したかどうかを示し、この情報は胸痛の鑑別診断及び後続する治療計画及び/又は撮像に使用されることができる。

例えば、ＣＴのデータが破綻したプラークは存在する又は存在するらしいことを示す場合、このデータは、後続する医療及び/又は撮像処置を特定し、この特定した医療及び/又は撮像処置を自動的、ユーザとの対話を用いて半自動的及び/又はユーザにより手動的にスケジューリングするのに使用されることができる。ある例において、これは、放射線学、実験室、入院、手術室、病院等のような様々な医療施設の情報システムと相互作用する処理構成要素１４８を含む。

推薦及び/又はその推薦の応答は、データベースに記憶され、解析され及び/又は他の方法で利用されることができる。このような解析の一例は、前記推薦が偽陽性を含んでいるかの判断を容易にするために、病歴データ、規則等を考慮して前記推薦及びデータを評価することを含む。

処理構成要素１４８は任意に、通知（例えばポケベルのメッセージ、電話、テキストメッセージ、ｅメール、インスタントメッセージ等）を他の装置（例えばポケベル、電話、スマートフォン、デスクトップ若しくはポータブルコンピュータ等）に送るように構成されてもよい。前記通知は例えば、前記推薦及び/又は少なくとも他の情報のサブセットを含んでもよい。前記推薦が患者は早急な対応を必要とすることを示す場合、前記処理構成要素１４８は、患者の医師、担当医、放射線科医、外科医、看護中央監視局、セキュリティー及び/又は他の予め決めた人間へ警報通知を送ってもよい。

前記推薦が患者は対応を必要とするが、早急にではない場合、処理構成要素１４８は、警戒通知を送ってもよい。早急な対応と警戒と一般情報との違いは、例えば優先値、色、音響及び/又は他の容易に認識可能な視覚的及び/又は音響的な情報のような印により示される。受け手は、電子装置、受領確認、及び/又は彼ら及び/又は他の人間により行われる行動を示すことにより応答する。ある例において、前記応答はスマートフォンのアプリケーションによってでもよい。

記憶装置１５２は、分解したデータ、再構成したデータ、再構成した分解されたデータ、数値化した情報、推薦、組み合わされたデータ及び/又は他の情報の１つ以上を記憶するのに使用されることができる。記憶装置１５２は、単一の構成要素として示されているが、この記憶装置１５２は、システム１００に対し局所的な記憶装置、システム１００の外にある記憶装置及び/又は異なる位置間を局所的及び/又は遠隔的に分布する記憶装置を含む複数の記憶ユニットを含んでもよいことを理解すべきである。記憶装置１５２は、物理的メモリであり、一時的な信号ではないことも理解すべきである。

色々な種類が考えられる。

示される実施例において、システム１００は、単一の放射線源１１０を含んでいる。もう１つの実施例において、システム１００は、ｘｙ平面において互いに異なる角位置で配される２つ以上の放射線源１１０を含み、ここで少なくとも２つの放射線源１１０は、異なるエネルギースペクトルを持つ放射線を放射する。前記２つ以上の放射線源１１０の少なくとも２つは、同一のスキャン中、同時に又は個別に用いられることができ、同じ又は別々の平均放射スペクトルを放射するように構成される。

それに加えて又はその代わりに、放射線源１１０は、２つ以上の放射電圧間、例えば１０ｋＶｐから１６０ｋＶｐまでの範囲の少なくとも２つの異なる放射電圧間を切り替えるように構成される。線源制御器又は同様なものは、放射線源の電圧を１スキャン毎に、スキャンの蓄積期間の間、蓄積期間内及び/又はその他の方法で切り替えることができる。結果として、異なる平均放射エネルギースペクトルを持つ放射線ビームが生成され、物体又は被験者をスキャンするのに使用される。

示される実施例において、システム１００は、シンチレータ／光センサベースの検出器アレイ１１６を含む。もう１つの実施例において、検出器アレイ１１６は、光子計数検出器を含む。この例において、適切な分解アルゴリズムの例は、E. Roessl及びR. Proksa著、"K-edge imaging in x-ray computed tomography using multi-bin photon counting detecotors", 2007 Phys. Med. Biol. 52 4679-4696に開示されている。

例示的な使用事例のシナリオがここに論じられる。この使用事例は説明を目的とするために示され、限定することではないことを理解すべきである。

以下の行為の順番は説明を目的とし、限定しているのではないと分かるべきである。例えば、他の順番もここで考えられる。加えて、これら行為の１つ以上が省略される及び/又は１つ以上の他の行為が含められてもよい。

２０２において、標的固有の造影剤が患者に投与される。この例において、この標的固有の造影剤は、破綻したプラークを標的にしている。

２０４において、投与された標的固有の造影剤は、破綻したプラークを標的にするための時間が与えられる。適切な時間量は、過去に用いられた、経験的及び/又は他のデータに基づいて予め決められることができる。

２０６において、患者をスキャンするためのスペクトルスカウト／パイロットスキャンプロトコルが特定される。この行為は、少なくとも患者の最初のスキャン位置を特定することを含んでいる。これは、患者の関心領域がスキャンされるように、被験者支持体１０８を検査領域のある位置に移動させることにより決められることができる。

２０８において、選択したスペクトルスカウト／パイロットスキャンプロトコルを用いて患者がスキャンされる。

２１０において、取得したデータが分解される。この例において、これは少なくともＫエッジ（又は造影剤）成分を得るために、ここに説明されるような信号分解器１３２により達成される。この成分はスキャンした領域におけるコントラストを示す情報を含んでいる。信号分解器１３２は、コンプトン及び／又は光電成分を生成するのに使用されることもできる。

２１２において、少なくともＫエッジ成分が再構成され、Ｋエッジ投影画像を作る。解剖学的成分が生成される場合、解剖学的投影図も生成されることができる。加えて、前記成分の組み合わせを再構成する及び／又は造影剤投影画像と解剖学的投影画像とを組み合わせることにより、組み合わせた投影画像が生成されることができる。

２１４において、関心組織における造影剤の量（グローバル及び／又はローカル）は、投影画像に基づいて決められる。前記量はボクセル強度及び／又はその他の方法に基づいている。

２１６において、標的（本例では破綻したプラーク）は、もしあれば前記投影画像に基づいて特定される。例えば、この例において、破綻したプラークは、既定のしきい値レベルを満たす造影剤の量を持つボクセルとして特定される。これは、医師による観察及び／又は適切なコンピュータソフトウェアを実施するコンピュータを介して決められることができる。

２１８において、標的（再びこの例では破綻したプラーク）が特定されると、適切な行為の指針が決定される。例えば、破綻したプラークが特定されると、患者は冠動脈カテーテル、診断、観察及び／又は他の処置を勧められる。破綻したプラークが無い場合、患者は、例えばカテーテル法又は診断等のような処置の状況下に置かれず、開放、観察等がされる。

処置が行われるべきか及び／又はどの処置が行われるべきかの決定は、その決定を少なくとも一部はレコメンダ１４２からの推薦に基づかせる医師によるか又は例えば意思決定支援システムと接続して自動的に決められる。

少しの間、図３を参照すると、例示的なスペクトルスカウト／パイロット投影画像３００が示される。この例において、投影画像３００は破綻したプラークが存在していることを示すコントラスト情報３０２、３０４及び３０６を含む。この例において、介入するための領域３０２が特定され、観察するための領域３０４及び３０６が特定される。

図２に戻り、２２０において、１つ以上の構成要素投影画像は、後続する処置を計画するのに使用されることができる。例えば、これら１つ以上の投影画像は、カテーテル法、診断、後続する撮像処置等を計画するのに使用されることができる。

少しの間、図４を参照すると、スペクトルスカウト／パイロット投影画像３００は、関心領域（ＲＯＩ）の窓４０２により示されるように、領域３０２の周囲のスキャンを計画するのに使用される。図５は、図４のＲＯＩ４０２に基づいて計画したボリュームスキャンから再構成される三次元ボリューム画像データ５００を示す。前記領域３０２は、この再構成される三次元ボリューム画像データ５００に見られる。

上述したことは、１つ以上の処理器に前記様々な行為及び／又は他の機能及び／又は行為を実行させるコンピュータ読取可能記憶媒体、例えば物理メモリに符号化又は組み込まれる１つ以上のコンピュータ読取可能命令を実施する前記１つ以上の処理器により実施されてもよい。それに加えて又はその代わりに、前記１つ以上の処理器は、例えば信号又は搬送波のような、一過性の媒体により搬送される命令を実施することができる。

ここに述べた構成要素（例えば信号分解器１３２、制御卓１３６、再構成器１３４、解析器１４０、レコメンダ１４２、処理構成要素１４８等）の１つ以上は、前記１つ以上の処理器にここに開示した様々な機能及び／又は他の機能を実行させる、コンピュータ読取可能記憶媒体、例えば物理メモリに符号化又は組み込まれる１つ以上のコンピュータ読取可能命令を実施する前記１つ以上の処理器により実施されることが分かる。それに加えて又はその代わりに、前記１つ以上の処理器は、例えば信号又は搬送波のような、一過性の媒体により搬送される命令を実施することができる。

本発明は、様々な実施例を参照してここに開示されている。ここの開示を読むと修正案及び代替案が他の者に思い浮かぶことがある。本発明は、上記修正案及び代替案が付随する請求項又はそれに同等なもの範囲内にある限り、これら修正案及び代替案全てを含んでいると考えることを意図している。

Claims (24)

1. 被験者の一部のスペクトル投影画像を解析するステップ、
   前記スペクトル投影画像の関心領域における標的固有の造影剤の量を数値化する値を生成するステップ、及び
   既定のしきい値レベルを満たす前記値に応答して、前記標的の存在を示す信号を生成するステップ、
   を有する方法。
2. 前記標的固有の造影剤はＫエッジ材料を含み、前記信号は、前記値が前記既定のしきい値レベルを満たすとき、Ｋエッジ材料の存在を示している、請求項１に記載の方法。
3. 前記信号は、前記値が前記既定のしきい値レベルを満たさないとき、Ｋエッジ材料が無いことを示している、請求項２に記載の方法。
4. 前記標的固有の造影剤は、心臓血管系にある破綻したプラークを標的とし、前記信号は、前記値が前記既定のしきい値レベルを満たすとき、破綻したプラークの存在を示している、請求項１、２又は３に記載の方法。
5. 前記値は、ピクセル強度を示している請求項１乃至４の何れか一項に記載の方法。
6. 前記スペクトル投影画像又は前記信号の少なくとも１つに基づいて、前記被験者の行動方針を勧める推薦を生成するステップ、をさらに有する請求項１乃至５の何れか一項に記載の方法。
7. 前記推薦は、前記被験者に対する後続する医療又は撮像検査の自動的なスケジューリングを実行する、請求項６に記載の方法。
8. 前記スペクトル投影画像、及び前記値、前記しきい値、前記信号又は前記推薦の少なくとも１つを同時に表示するステップ
   をさらに有する請求項６又は７に記載の方法。
9. 前記スペクトル投影画像又は前記信号の少なくとも１つに基づいて、前記関心領域の後続する投影スキャンを計画するステップ
   をさらに有する請求項１乃至８の何れか一項に記載の方法。
10. 前記スペクトル投影画像又は前記信号の少なくとも１つに基づいて、前記関心領域の後続するボリュームスキャンを計画するステップ
    をさらに有する請求項１乃至９の何れか一項に記載の方法。
11. 前記スペクトル投影画像又は前記信号の少なくとも１つに基づいて、前記患者に対する医療処置を計画するステップ
    をさらに有する請求項１乃至１０の何れか一項に記載の方法。
12. 前記スペクトル投影画像又は前記信号の少なくとも１つに基づいて、前記被験者の胸痛の鑑別診断を行うステップ
    をさらに有する請求項１乃至１１の何れか一項に記載の方法。
13. 前記被験者のコントラスト強調した投影スキャン中に取得される投影データを少なくともＫエッジ成分に分解するステップ、及び
    前記Ｋエッジ成分を再構成して、前記スペクトル投影画像を生成するステップ、
    をさらに有する請求項１２に記載の方法。
14. 前記投影データをコンプトン成分及び光電成分に分解するステップ、並びに
    前記コンプトン成分及び前記光電成分を再構成して、コンプトン成分の投影画像及び光電成分の投影画像を生成するステップ、
    をさらに有する請求項１３に記載の方法。
15. 被験者の一部のスペクトル投影画像を解析し、前記スペクトル投影画像の関心領域における標的固有の造影剤の量を数値化する値を生成する解析器、及び
    前記値を既定のしきい値レベルと比較し、前記標的固有の造影剤が前記スペクトル投影画像に存在しているかを示す信号を生成する処理構成要素
    を有するシステム。
16. 前記値は、同じ関心組織の複数の関心領域の１つにおけるコントラストのレベルを示す、請求項１５に記載のシステム。
17. 前記値は、同じ関心組織の複数の関心領域における夫々のコントラストのレベルの合計を示す、請求項１５に記載のシステム。
18. スペクトル投影画像又は前記値の少なくとも１つに基づいて、前記被験者の行動指針を示す推薦を生成する推薦器、
    をさらに有する請求項１５、１６又は１７に記載のシステム。
19. 前記推薦は、前記しきい値を満たす値に応答して、前記被験者は早急な又は差し当たりの対応を受けるべきであると示し、及び前記推薦は、前記しきい値を満たさない値に応答して、前記被験者は早急な又は差し当たりの対応は必要ないと示す、請求項１８に記載のシステム。
20. 前記処理構成要素は、受け手の電子装置により受信される電子通知を送ること、及び前記処理構成要素は少なくとも前記推薦を示す信号を含んでいる、請求項１８又は１９に記載のシステム。
21. 前記通知は、前記推薦の優先順位を示す情報を含んでいる請求項２０に記載のシステム。
22. 前記推薦はさらに、前記関心領域の位置若しくはサイズ、患者の情報、臨床医の選択、設備の選択、臨床ガイドライン又は標準規格の少なくとも１つに基づいている、請求項１９乃至２１の何れか一項に記載のシステム。
23. 前記処理構成要素は、前記スペクトル投影画像、前記値、前記しきい値又は前記信号の少なくとも１つを表示する、請求項１５乃至２２の何れか一項に記載のシステム。
24. コンピュータ読取可能記憶媒体におけるコード化したコンピュータ読取可能命令において、計算システムの処理器により実施されるとき、前記処理器が
    被験者の一部のスペクトル投影画像の関心領域における標的固有の造影剤の量を数値化する値を生成し、
    既定のしきい値レベルを満たす値に応答して、前記標的の存在を示す信号を生成し、
    前記スペクトル投影画像、前記値又は前記信号の少なくとも１つに基づいて、前記被験者の行動指針を推薦する推薦を生成し、及び
    前記スペクトル投影画像、前記しきい値、前記値又は前記信号の少なくとも１つを表示する
    命令。

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