JP2008126080A - 改良プラーク視覚化方法及びシステム - Google Patents

Abstract

【課題】プラークの視覚化を改善する。
【解決手段】処理装置を含むイメージング・システム（１０）を提供する。処理装置は、血管（４２６）に関する画像データの再構成ボリュームに関係する画像データを受け取り、次いで血管の中心線（６０２）に沿って管状形状の関心領域（ＲＯＩ）を構成し、ＲＯＩをその中に存在する組織のクラスに関して分析し、血管内の少なくとも１つの領域をプラーク領域（８０６，８１４，８１６，８２０）として分類して（３０４）、該分類された領域に確率を関連させ、少なくとも１つのプラーク領域についての分類に選択的に関連させたカラー強調を使用して、少なくとも１つのプラーク領域を表示し（３０６）、更に、関連させた確率に基づいれ定められたカラーのシェードでカラーを表示する（３０８）ように構成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、一般的に云えば、イメージング・システムに関し、より具体的には、医用イメージング・システムを使用してプラーク（粥腫）の視覚化を向上させるための方法及びシステムに関するものである。

心疾患が原因の死亡数は米国では５００，０００人以上であり、世界ではそれより遙かに多い。心疾患に関連した死亡の大部分は冠動脈疾患に起因しており、その主な犯人は、プラーク、特にソフト・プラークの蓄積、及びその破綻である。典型的には、Ｘ線又は造影剤無しのＣＴでは、ソフト・プラークは容易に検出できない。他方、石灰化したプラークはソフト・プラークの代用物として使用されており、その理由は、石灰化したプラークが、破綻したプラークの副産物であるからである。冠状動脈のプラークはスターリー・スケール(Stary scale）に従って６つの段階に分類されている。一般に、段階４及び５におけるプラークを判定することが重要であると考えられる。と云うのは、それらは最も危機的な脆弱なプラークを構成し、心筋梗塞（ＭＣＩ）を引き起こす閉塞の原因となるプラークの破綻又は離脱を招くことがある。
米国特許出願公開第２００６／００７９７４６号

プラーク及びその構成を判定するための最も基準となる検査は血管内超音波法（ＩＶＵＳ）であり、しかしながら、これは、その侵襲性のために症状のある患者について遂行されるだけである。症状のある患者は既に進行した段階にあり、非侵襲性治療の選択肢はない。

一実施形態では、血管内の１つ又は複数のプラーク領域の視覚的表現を符号化するための方法を提供し、該方法は、血管に関連した構造を識別するために血管の視覚的表現をセグメント化する段階と、血管内の少なくとも１つの領域をプラーク領域として分類する段階と、少なくとも１つのプラーク領域についての分類に選択的に関連させた視覚的強調(visual highlight)を使用して、少なくとも１つのプラーク領域を表示する段階と、分類が正しいことの確率に基づいて視覚的強調をシェーディングする段階とを含む。

別の実施形態では、イメージング・システムが処理装置を含み、処理装置は、血管に関する画像データの再構成ボリュームに関係する画像データを受け取り、次いで血管の中心線に沿って管状形状の関心領域（ＲＯＩ）を構成し、ＲＯＩをその中に存在する組織のクラスに関して分析し、血管内の少なくとも１つの領域をプラーク領域として分類し、少なくとも１つのプラーク領域についての分類に選択的に関連させたカラー強調を使用して、少なくとも１つのプラーク領域を表示し、更に、分類が正しいことの確率に関連させたカラーのシェードでカラーを表示するように構成されている。

別の実施形態では、血管内の１つ又は複数のプラーク領域の画像をカラー符号化する方法を提供し、該方法は、血管に関連した構造を識別するために血管の視覚的表現をセグメント化する段階と、血管内の少なくとも１つの領域をプラーク領域として分類する段階と、少なくとも１つのプラーク領域に関連したリスク・ファクタを決定する段階と、少なくとも１つのプラーク領域についての決定されたリスク・ファクタに選択的に関連させたカラー強調を使用して、少なくとも１つのプラーク領域を表示する段階と、リスク・ファクタの決定が正しいことの確率に基づいてカラー強調をシェーディングする段階とを含む。

本発明の様々な実施形態は、血管データを自動的にセグメント化し且つコンピュータ断層撮影（ＣＴ）画像データから血管に関連したプラーク領域を定量化するための方法及びシステムを提供する。

本書において用いるような、特に数を示さないで表した要素又は段階は、明記していない限り、単数ばかりでなく複数の要素又は段階を含み得ることを理解されたい。更に、本発明の「一実施形態」と云う場合、これは言及した特徴を取り入れている付加的な実施形態の存在を排除するものと解釈されるべきではない。また更に、特に明記していない限り、特定の特性を持つ一要素又は複数の要素を「有する」又は「持つ」実施形態は、その特性を持たない付加的なこのような要素を含むことができる。例えば、このような実施形態は、その処理に使用されない他の検出器列を持つことを制限するものではない。

また本書で使用する語句「画像を再構成する」とは、画像を表すデータは生成するが、視覚可能な画像は生成しないような本発明の実施形態を排除することを意図していない。しかしながら、多くの実施形態では、少なくとも１つの視覚可能な画像を生成する（又は生成するように構成されている）。

図１及び図２について説明すると、マルチスライス走査型イメージング・システム、例えば、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージング・システム１０を、「第３世代」のＣＴイメージング・システムを表すガントリ１２を含むものとして示している。ガントリ１２はＸ線管１４（本書では、Ｘ線源１４とも呼ぶ）を含み、Ｘ線管１４はガントリ１２の反対側にある検出器アレイ１８へ向けてＸ線ビーム１６を投射する。検出器アレイ１８は、複数の検出器素子２０を含む複数の検出器列（図示せず）によって形成されており、これらの検出器素子２０は、アレイ１８と線源１４との間にある患者２２のような対象物を通過した投射Ｘ線を検知する。各検出器素子２０は、入射する放射線ビームの強度を表し、したがって対象物又は患者２２を通過したときのビームの減弱度を推定するために使用することのできる電気信号を発生する。Ｘ線投影データを取得するための走査中、ガントリ１２及びその中に装着された部品は回転中心２４の周りを回転する。図２は、検出器素子２０の単一の列（すなわち、検出器列）のみを示している。しかしながら、マルチスライス検出器アレイ１８では、複数の準平行又は平行なスライスに対応する投影データを走査中に同時に取得することができるように、検出器素子２０の複数の平行な検出器列を含んでいる。

ガントリ１２上の部品の回転及びＸ線源１４の動作はＣＴシステム１０の制御機構２６によって統制される。制御機構２６は、Ｘ線源１４に電力及びタイミング信号を供給するＸ線制御装置２８と、ガントリ１２上の部品の回転速度及び位置を制御するガントリ・モータ制御装置３０を含んでいる。制御機構２６内のデータ取得システム（ＤＡＳ）３２が検出器素子２０からのアナログ・データをサンプリングして、そのデータをその後の処理のためにディジタル信号へ変換する。画像再構成装置３４がＤＡＳ３２からのサンプリングされディジタル化されたＸ線データを受け取って、高速画像再構成を実行する。再構成された画像はコンピュータ３６に入力として供給され、コンピュータ３６は画像を大容量記憶装置３８に記憶させる。画像再構成装置３４は、専用ハードウエア、又はコンピュータ上で実行するコンピュータ・プログラムであってよい。

コンピュータ３６はまた、キーボードを持つコンソール４０を介してオペレータから指令及び走査パラメータを受け取る。付設された陰極線管（ＣＲＴ）、液晶（ＬＣＤ）、プラズマ、又は他の適当な表示装置４２により、オペレータはコンピュータ３６からの再構成された画像及び他のデータを観察することができる。コンピュータ３６はオペレータにより供給された指令及びパラメータを使用して、ＤＡＳ３２、Ｘ線制御装置２８及びガントリ・モータ制御装置３０へ制御信号及び情報を供給する。更に、コンピュータ３６はテーブル・モータ制御装置４４を作動し、テーブル・モータ制御装置４４はガントリ１２内に患者２２を位置決めするように電動テーブル４６を制御する。特に、テーブル４６はガントリ開口４８の中へ患者２２の部分を移動させる。

一実施形態では、コンピュータ３６は、装置５０、例えば、フレキシブル・ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのようなコンピュータ読取り可能な媒体５２、或いはネットワーク又はインターネットのような他のディジタル・ソース、並びにこれから開発されるディジタル手段などからの命令及び／又はデータを読み取るために、フレキシブル・ディスク駆動装置、ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置、ＤＶＤ駆動装置、磁気光学ディスク（ＭＯＤ）駆動装置、或いはイーサーネット装置のようなネットワーク接続装置を含む任意の他のディジタル装置を含む。別の実施形態では、コンピュータ３６はファームウエア（図示せず）に記憶されている命令を実行する。コンピュータ３６は本書で述べる機能を実行するようにプログラムされ、したがって、本書で用いる用語「コンピュータ」とは、当該分野でコンピュータと呼ばれている集積回路だけに限定されるものではなく、広義に、コンピュータ、プロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラム可能な論理制御装置、特定用途向け集積回路、及び他のプログラム可能な回路を表し、これらの用語は本書では交換可能なものとして用いる。

図２のブロック図は、物理的ブロック図と云うよりも、本書で述べる機能の論理的表現に近いことが理解されよう。これらの機能の特定のハードウエア及び／又はファームウエア及びソフトウエアによる具現化は、当業者が本書で提示された本発明の原理を理解したときに、当業者にとって、論理及び／又は計算回路設計並びに／又はコンピュータ・プログラミングについての設計上の選択の問題に過ぎない。

上記の特定の実施形態は第三世代のＣＴシステムを表しているが、本書で述べる方法は、第四世代のＣＴシステム（不動の検出器及び回転するＸ線源）並びに第五世代のＣＴシステム（不動の検出器及びＸ線源）にも等しく適用される。更に、本発明の利点がＣＴ以外の他のイメージング・モダリティでも得られると考えられる。また、本書で述べる方法及び装置は医学用環境に関して記述するが、本発明の利益が、典型的には、工業環境や運輸環境で用いられるシステム、例えば、限定ではなく例として挙げれば、空港及び他の輸送センタのための荷物走査システムのような非医学用イメージング・システムでも得られると考えられる。

或る構成では、検出器アレイ１８は多列検出器アレイである。放射線源１４及び多列放射線検出器アレイ１８は、両者が回転軸を中心にして回転するように、ガントリ１２の対向する両側に装着される。回転軸は、Ｘ線源ビーム１６内に原点を持つデカルト座標系のｚ軸を形成する。従って、この座標系のｘ軸及びｙ軸によって規定される平面は、回転平面、特にガントリ１２の平面を規定する。

ガントリ１２の回転は、ガントリ１２の平面内の任意の基準位置から角度によって測定される。角度は０ラジアンと２πラジアンとの間で変化する。Ｘ線ビーム１６はガントリ平面から角度θで発散し且つガントリ平面に沿って角度φで発散する。検出器アレイ１８は大体弓形の断面形状を持ち、またそのアレイの検出器素子２０は、Ｘ線ビーム１６の角度全体に亘ってＸ線ビーム１６の射線に沿って強度を測定する。

検出器アレイ１８は、横列及び縦列に配列された検出器素子２０の２Ｄアレイを有する。各横列は、スライス内寸法に大体沿って延在する複数の検出器素子２０を有する。各縦列は、ｚ軸に大体平行に延在する複数の検出器素子を有する。

本発明の技術的効果は、ベース画像のノイズを決定し、そしてベース画像の生のデータが利用できないときにベース画像のデータにノイズの量を加えて、ベース画像を、より低い患者線量で取得された画像としてシミュレートすることである。

図３は、本発明の模範的な実施形態に従って血管に沿った脆弱なプラーク領域を視覚化する模範的な方法３００の流れ図である。方法３００は、血管に関連した構造を識別するために血管の視覚的表現をセグメント化する段階３０２と、血管内の少なくとも１つの領域をプラーク領域として分類する段階３０４と、少なくとも１つのプラーク領域についての分類に選択的に関連させた視覚的強調を使用して、少なくとも１つのプラーク領域を表示する段階３０６と、分類が正しいことの確率に基づいて視覚的強調をシェーディングする段階３０８とを含む。確率は、後で詳しく説明するリスク・ファクタに関連させることができる。

セグメント化３０２は、関心のある血管の画像又は他の視覚的表現上の開始点及び終了点を選択する段階を含む。模範的な実施形態では、関心のある血管は冠状動脈であるが、他の実施形態では、他の血管も同様に分析される。開始点及び終了点を使用して、血管がこの血管の中心線を見付けて規定することによって追跡され、また関心領域が、中心線に沿って抽出されたボクセルの実質的に円筒状の管に対応して規定される。プラーク領域のセグメント化が、円筒状の管のボリュームを使用して遂行される。セグメント化ツールは関心領域の内容を分析するために使用される。視覚的符号化法が、カラー又はパターンのような一組の視覚的識別子を、設定範囲内のボクセルの各々の近傍に適用する。

セグメント化された血管の様々な図、例えば、それに限定されないが、管腔図(lumen view)及び湾曲再フォーマット図(curved reformat view)が表示される。管腔図では、血管が平面内に真っ直ぐに伸張させて表示され、また湾曲再フォーマット図では、湾曲した血管の全体を単一平面内に置いて、周囲の組織を該平面の外に歪ませている。

カラー又はパターンのような視覚的強調が、セグメント化された血管に関連した様々な特徴の各々と共に表示される。カラー強調及びカラーのシェーディングはユーザによって選択可能に制御可能であるか、又は、例えば、これに限定されないが、プロトコルに従って自動的に構成することができる。ユーザはまた、カラーの透明度を変更することが可能である。模範的な実施形態では、カラー符号化は、下記のことを表す。

［１］１つ又は複数の血管領域のセグメント化及び分類。模範的な実施形態では、血管が管腔、ソフト・プラーク、石灰化プラーク及び背景にセグメント化され、各クラスは関連したカラーを含む。各クラス内で、カラーは各ピクセルに関連した確率値を表す。例えば、一実施形態では、緑色は血管の管腔を表し、赤色は石灰化プラーク領域を表し、そしてソフト・プラーク領域は青色強調により表される。管腔を表す緑色は、ボクセルが管腔クラスにある確率に依存して、管腔の或る部分における濃緑色から管腔の他の領域における明るい緑色までシェーディングを行うことができる。

［２］ソフト・プラーク・クラスのセグメント化の結果は輪郭により示すことができる。模範的な実施形態では、カラーはプラークの脆弱性／リスクを示すために使用される。様々な標準的なカラー・パレットが、プラークの特定の領域のリスクを、表示される領域のカラーと関連付けるために使用される。模範的な実施形態では、カラーは緑色から赤色へ変化し、その場合、緑色はプラークに関連したリスクが相対的に低いことを示し、且つ赤色はプラークに関連したリスクが相対的に高いことを示す。リスクはまた、確率として表すことができる。リスク・カラーは、一事例で見つけられた各ソフト・プラーク領域に関連付けることができる。このリスクは多数の因子、例えば、それらに限定されるものではないが、以下に示す因子、によって決定される。

（ａ）血管上のプラークの位置。例えば、血管の上流端に近いプラークは、相対的に高いリスクに関連付けられる。

（ｂ）プラークの種類（線維質、混合）に依存した、プラークの組成。プラーク領域は更に、プラーク領域についての更なる強度及び／又はテクスチャ分析に基づいて線維質、脂質又は混合として分類される。

模範的な実施形態では、結果レイアウト図において、プラーク領域のサイズを報告する。特定のプラーク病変について付加的な測定値も報告される。各々のセグメント化されたボリュームは、ボリューム・レンダリング（ＶＲ）を使用して視覚可能である。各ボリュームは、ユーザによって変更することが可能である予め設定された透明度を持つ物体として規定される。セグメント化の結果は、例えば、自動セグメント化の結果が正しくない場合又はユーザにとって正確であると見えない場合、ユーザによって訂正可能である。ユーザは、各断面スライス又は管腔図上で、検出された輪郭を編集することができる。１つのスライスでの訂正は、隣接するスライスへ伝播する。また、セグメント化の結果を訂正するために、或いはセグメント化アルゴリズムが既存の病変を検出し損なった場合に、手動セグメント化モードが設けられる。模範的な実施形態では、手動セグメント化は、ペイントブラシ・モードを使用してプラーク領域を描くことによって遂行することができる。代替実施形態では、手動セグメント化は、プラーク領域の輪郭を描くことによって遂行される。

図４は、本発明の模範的な実施形態に従った表示スクリーン４００の一写図である。表示スクリーン４００は、ナビゲーション・パネル４０２及び画像表示パネル４０４を含む。ナビゲーション・パネル４０２は、表示し処理すべき画像を選択するのに役立つ選択可能な制御を提供する。模範的な実施形態では、プラーク・パネル４０６が、セグメント化ボタン４０８、プラーク編集ボタン４１０、測定ボタン４１２、及びＶＲ表示ボタン４１４を含む。セグメント化ボタン４０８は、手動セグメント化処理を容易にするためのツール又は自動セグメント化を制御するパラメータを設定するためのツールを提供するために選択可能である。プラーク編集ボタン４１０は、ユーザがプラーク領域の輪郭、プラーク領域の分類又はプラーク領域について表示されるリスク・ファクタを編集することを許可するために選択可能である。測定ボタン４１２は、画像と共に表示されるカーソルを使用してユーザによって選択された特定のプラーク病変についての追加の測定値を報告して、選択されたプラーク堆積物についての全ての測定値を表示できるようにするために選択可能である。ＶＲ表示ボタン４１４は、各々のセグメント化されたボリュームがユーザによって要求されたときに観察可能であるように選択可能である。各ボリュームは、ユーザによって変更することができる予め設定された透明度を持つ物体として規定される。

ナビゲーション・パネル４０２上で利用可能な他のツールは、それらに限定されないが、画像制御ツール４１６、処理段階検討ツール４１８及び全体的ナビゲーション・ツール４２０を含む。

画像表示パネル４０４は、選択された画像と、画像を分析するために使用されるツールの図形表現と、画像又は画像を処理する現在状態に関連したテキスト又は図形情報とを表示する。

模範的な実施形態では、画像表示パネル４０４は、心臓４２４を含む胸腔４２２の３次元画像を含む。血管４２６の上にカーソル４２８を位置決めすることによって血管４２６が選択される。

図５は、（図４に示された）画像表示パネル４０４の一部分５００の拡大図である。開始位置５０２及び終了位置５０４を示すことによって、血管４２６がセグメント化のために選択される。

図６は、図３に関して前に述べた方法のセグメント化処理中の血管４２６の拡大図である。この図は、ユーザには通常見ることのできない内部セグメント化処理の一部であるが、セグメント化処理の説明を容易にするために図示している。血管４２６の中心線６０２が自動的に又は手動で決定される。血管４２６を含む関心領域（ＲＯＩ）は、血管４２６（より一般的には管状構造と呼ばれる）の中心線６０２に沿った小ボリュームの管を構成することによって設定される。模範的な実施形態では、ＲＯＩは、ユーザが分析したいプラークに対応する管状構造の該当部分である。

開始点５０２及び終了点５０４は、ＲＯＩの限界端を定め易くするために中心線６０２によって接続される。ＲＯＩについての中心線の周りの直径を設定するために、ユーザは、直径を手動で定めるか、或いは血管追跡分析ソフトウエアにより直径を自動的に計算させるかのいずれかの選択肢を持つ。模範的な実施形態では、限界端の間のＲＯＩの直径は、ＲＯＩの複数の直交断面の直径の内の最大直径に対応する。しかしながら、限界端の間で、ＲＯＩの直径は可変とし且つ調節可能とすることができ、これによって、ユーザは、ＲＯＩに沿って全体の直径が増大・減少するプラーク形成を観察することが可能になる。

複数の球、複数の円筒又は任意の一組の予め規定したボリューム要素のような、複数の連続した単位ボリューム（図示せず）を、ＲＯＩの両限界端の間の中心線に沿って適用し、次いで接合して、これらの単位ボリュームの融合により第１のボリュームを規定する。各々の単位ボリュームは、ＲＯＩの関連した直交断面の最大直径に等しいか又はそれよりも小さい全体寸法を持つ。第１のボリュームの両限界端は、随意選択により、各限界端から１つずつ、２つの他のボリュームを減算することによって修正されて、第１のボリュームの両限界端において平坦な表面を確立する。ＲＯＩの最終ボリュームは、血管４２６の中央部を含む接続された部分によって規定された修正された第１のボリュームの該当ボリュームによって計算される。ＲＯＩのボリュームを計算する１つの方法を本書で説明しているが、ボリュームはまた、他の手法によって、例えば、血管の中心線を拡張することによって、又は中心線までの距離が直径よりも小さいボクセルを焼却することによって、計算することができる。ＲＯＩのボリュームを計算したとき、ユーザはボリュームの長さ（開始及び終了点、又は両限界端）又はボリュームの直径のようなパラメータを調節することができ、これにより特定のＲＯＩの周りのボリュームを調節することができる。

図７は、（図１に示されている）システム１０に使用することのできる模範的な分析スクリーン７００の一写図である。分析スクリーン７００は、血管４２６を平面内に線形に伸張させるたものとしてに示す管腔観察パネル７０２と、湾曲した血管の全体を単一平面内に置いて、周囲の組織を該平面の外に歪ませて示す湾曲再フォーマット観察パネル７０４とを含む。管腔観察パネル７０２はまた、血管の画像に対応する血管４２６を規定する測定パラメータのグラフ７０５を含む。模範的な実施形態では、対応する場所における血管４２６の直径が表示される。血管４２６の他の図が、ユーザによって選択されたときに管腔パネル７０２及び湾曲再フォーマット観察パネル７０４に表示される。半径方向スライス・パネル７０６が、パネル７０２内に示されるような血管４２６に沿ったそれぞれの選択された点に関連した血管４２６の半径方向スライスを示す。模範的な実施形態では、表示されたスライスの各々は、パネル７０２内に示された血管４２６上の一点から選択された血管４２６の断面図に対応する。模範的な実施形態では、前に述べたように管腔として分類された血管４２６の管腔は、管腔であると決定されたその分類物質を識別するために緑色でカラー表示される。管腔を識別するカラーに加えて、カラーのシェーディングを、分類が正確である確率に関係付ける。

図８は、識別され且つカラー化された脆弱なプラーク領域を含む血管４２６の断面図であり、プラークの場所に関連したリスクを示す。模範的な実施形態では、血管４２６は、第１の枝路８０２及び第２の枝路８０４を含む大動脈を有する。第２の枝路８０４はプラーク領域８０６を含み、プラーク領域８０６は第２の枝路８０４の上流端８０８近くに位置している。一般に、プラーク領域が心臓に向いて更に上流に位置していると、心臓の循環系の健康に対する影響がより大きくなる。プラークに関連したリスクを表すために確率を関連させることができる。模範的な実施形態では、プラーク領域８０６は、プラーク領域８０６に関連したリスクが相対的に高いことを示すために赤色でカラー表示される。血管内のプラーク領域の位置は、特定のプラーク領域に関連した相対的なリスクを決定するために使用される多数のパラメータの内の１つに過ぎない。とりわけ、プラークの種類、プラーク領域の寸法、プラークの組成、血管の直径、及び血管の狭窄の大きさが、プラーク領域に関連した相対的なリスク・ファクタを決定する際に使用される。更に下流では、枝路８０４は第１の小枝路８１０及び第２の小枝路８１２に分かれる。第１の小枝路８１０及び第２の小枝路８１２の各々は、それぞれのプラーク領域８１４及び８１６を含み、これらのプラーク領域は、血管４２６に関して更に下流にある８１４及び８１６の位置に基づいて心臓に対するリスクが相対的に小さいことを示す黄色でカラー表示される。前に述べたように、プラーク領域８１４及び８１６に関連したリスク・ファクタは、血管４２６に関するプラーク領域８１４及び８１６の位置のみに基づいているものではなく、リスク・ファクタは、プラーク領域８１４及び８１６並びに最も近い血管に関連した多数の測定されたパラメータに基づいて計算される。血管４２６に関してまた更に下流で、第１の小枝路８１０が２つの更に小さい血管に分かれる。血管８１８がプラーク領域８２０を含み、プラーク領域８２０は、このプラーク領域８２０に関連したリスクが相対的に小さいことを示す緑色でカラー表示される。勿論、様々なプラーク領域に関連したリスク・ファクタを示すために任意のカラー・パレットを使用することができ、上記の赤色、黄色及び緑色のカラーは模範例に過ぎず、制限するものではない。

上述のイメージング方法及びシステムは費用効率が高く且つ信頼性も高い。本発明の様々な実施形態は、コントラスト増強式心拍ゲート型心臓ボリューム・コンピュータ断層撮影（ＶＣＴ）画像を分析して、プラークを管腔から及び石灰化から区別し、またリスクがとりわけ冠状動脈内のプラークの位置及びその組成に左右される場合に、プラーク領域が位置している場所を視覚化するだけでなく、このプラークが破綻した場合の該プラークの関連したリスクを視覚化するのを容易にする。従って、上述のイメージング方法及びシステムは、イメージング・システムを費用効率がよく且つ信頼性のよい態様で使用して診断を容易にする。

本発明を様々な特定の実施形態について説明したが、当業者には本発明が特許請求の範囲に記載の精神及び範囲内で変更して実施できることが認められよう。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。

本発明の一実施形態に従ったコンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージング・システムの絵画的斜視図である。 図１に例示されたシステムのブロック構成図である。 本発明の模範的な実施形態に従って血管に沿った脆弱なプラーク領域を視覚化する模範的な方法の流れ図である。 本発明の模範的な実施形態に従った表示スクリーンの一写図である。 図４に示された画像表示パネル４０４の一部分の拡大図である。 図３に関して述べた方法のセグメント化処理中の血管の拡大図である。 図１に示されているシステムに使用することのできる模範的な分析スクリーンの一写図である。 識別され且つカラー化された脆弱なプラーク領域を含む血管の断面図であり、プラークの場所に関連したリスクを示す。

符号の説明

１０ コンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージング・システム
１２ ガントリ
１４ Ｘ線源
１６ Ｘ線ビーム
１８ 検出器アレイ
２０ 検出器素子
２２ 患者
２４ 回転中心
２６ 制御機構
４２ 表示装置
４６ テーブル
４８ 開口
５０ 装置
５２ コンピュータ読取り可能な媒体
３００ 血管に沿った脆弱なプラーク領域を視覚化する方法
４００ 表示スクリーン
４０２ ナビゲーション・パネル
４０４ 画像表示パネル
４０６ プラーク・パネル
４０８ セグメント化ボタン
４１０ プラーク編集ボタン
４１２ 測定ボタン
４１４ ＶＲ表示ボタン
４１６ 画像制御ツール
４１８ 処理段階検討ツール
４２０ 全体的ナビゲーション・ツール
４２２ 胸腔
４２４ 心臓
４２６ 血管
４２８ カーソル
５００ 部分
５０２ 開始点又は開始位置
５０４ 終了点又は終了位置
６０２ 中心線
７００ 分析スクリーン
７０２ 管腔観察パネル
７０４ 湾曲再フォーマット観察パネル
７０５ グラフ
７０６ 半径方向スライス・パネル
８０２ 第１の枝路
８０４ 第２の枝路
８０６ プラーク領域
８０８ 上流端
８１０ 第１の小枝路
８１２ 第２の小枝路
８１４ プラーク領域
８１６ プラーク領域
８１８ 血管
８２０ プラーク領域

Claims (12)

1. 処理装置を含むイメージング・システム（１０）であって、前記処理装置が、血管（４２６）に関する画像データの再構成ボリュームに関係する画像データを受け取り、
   次いで血管の中心線（６０２）に沿って管状形状の関心領域（ＲＯＩ）（４２６）を構成し、
   前記ＲＯＩをその中に存在する組織のクラスに関して分析し、
   血管内の少なくとも１つの領域をプラーク領域（８０６，８１４，８１６，８２０）として分類して（３０４）、該分類された領域に確率を関連させ、
   前記少なくとも１つのプラーク領域についての分類に選択的に関連させたカラー強調を使用して、前記少なくとも１つのプラーク領域（８０６，８１４，８１６，８２０）を表示し（３０６）、更に、前記関連させた確率に基づいて定められたカラーのシェードでカラーを表示する（３０８）ように構成されていること、
   を特徴とするイメージング・システム（１０）。
2. 前記処理装置は、前記少なくとも１つの領域（８０６，８１４，８１６，８２０）を、内膜肥厚領域、ソフト・プラーク領域、線維質プラーク領域、混合領域、石灰化脂質コア領域、及び拡散石灰化領域の内の少なくとも１つとして分類するように構成されている、請求項１記載のシステム（１０）。
3. 前記分類されたプラーク領域（８０６，８１４，８１６，８２０）に関連した確率が、分類の正確さとプラーク（８０６，８１４，８１６，８２０）に関連したリスク・ファクタとの内の少なくとも１つに基づいて定められる、請求項１記載のシステム（１０）。
4. 前記処理装置は更に、血管（４２６）に沿ったプラークの位置、血管管腔に対するプラークの位置、確率密度関数、及びプラークの組成の内の少なくとも１つに基づいてリスク・ファクタを決定するように構成されている、請求項１記載のシステム（１０）。
5. 前記処理装置は更に、血管（４２６）の第１の端（５０２）を選択するようにユーザに催促し、
   血管（４２６）の第２の端（５０４）を選択するようにユーザに催促し、
   前記第１の端と前記第２の端との間に血管を含む管状境界を決定し、そして
   視覚的表現中の複数のボクセル群の所定の特性に基づいて前記管状境界内のプラーク領域（８０６，８１４，８１６，８２０）を決定する（３０４）ように構成されている、請求項１記載のシステム（１０）。
6. 前記処理装置は更に、前記少なくとも１つのプラーク領域（８０６，８１４，８１６，８２０）のリスク・ファクタを決定し、そして
   前記少なくとも１つのプラーク領域についての前記決定されたリスク・ファクタに選択的に関連させた視覚的強調を使用して、前記少なくとも１つのプラーク領域を表示する（３０６）ように構成されている、請求項１記載のシステム（１０）。
7. 更に、関心領域に関する一ボリュームの画像データを生成するための医用スキャナ（１０）と、
   前記一ボリュームの画像データを取得するためのデータ取得システム（３２）と、
   前記一ボリュームの画像データから観察可能な画像を再構成するための画像再構成装置（３４）と、を含んでいる請求項１記載のシステム（１０）。
8. 更に、前記データ取得システム及び前記画像再構成装置からの情報を記憶するためのデータベース（３８）を含んでいる請求項１記載のシステム（１０）。
9. 血管（４２６）内の１つ又は複数のプラーク領域の画像をカラー符号化する方法（３００）であって、
   血管に関連した構造を識別するために血管の視覚的表現をセグメント化する段階（３０２）と、
   血管内の少なくとも１つの領域を少なくとも１つのプラーク領域として分類して、該分類された領域に確率を関連させる段階（３０４）と、
   少なくとも１つのプラーク領域に関連したリスク・ファクタを決定する段階（３０４）と、
   前記少なくとも１つのプラーク領域についての前記決定されたリスク・ファクタに選択的に関連させたカラー強調を使用して、前記少なくとも１つのプラーク領域を表示する段階（３０６）と、
   前記関連させた確率に基づいて前記カラー強調をシェーディングする段階（３０８）と、
   を有する方法（３００）。
10. 更に、前記少なくとも１つのプラーク領域についての分類に選択的に関連させたカラー強調を使用して、前記少なくとも１つのプラーク領域を表示する段階（３０６）と、
    分類の正確さとプラークに関連したリスク・ファクタとの内の少なくとも１つに基づいている前記分類されたプラーク領域に関連した確率に基づいてカラーをシェーディングする段階（３０８）と、を含んでいる請求項９記載の方法。
11. 更に、少なくとも１つのプラーク領域の境界を描く段階を含んでいる請求項９記載の方法。
12. 血管の視覚的表現をセグメント化する前記段階（３０２）は、
    血管の第１の端（５０２）を選択するようにユーザに催促する段階と、
    血管の第２の端（５０４）を選択するようにユーザに催促する段階と、
    前記第１の端と前記第２の端との間に血管を含む管状境界を決定する段階と、
    視覚的表現中の複数のボクセル群の所定の特性に基づいて前記管状境界内のプラーク領域を決定する段階と、
    を含んでいる、請求項９記載の方法。

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