JP2006204914A - 腎臓画像を作成するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】腎臓画像において結石や石灰化の検出を容易にするための方法及び装置を提供する。
【解決手段】コンピュータ断層検査による結石画像において、再構成画像のボクセルで計測した放射線学的密度の傾斜の最大値を検出することによって画像の切り出しを選択する。この作業様式によって、客観的でありかつ作業する担当医に依存しない結石の外皮の評定が得られる。さらに、結石の特徴をより現実的にするため、特に治療処置の効果をフォローするために、結石のボリューム（好ましくは、重み付けボリューム）、並びに結石の平均密度に対応させた特徴付け結果を与えている。開示した方法はさらに、投薬治療の実施や砕石術の施術が不可能である場合における外科手術のスケジュール設定を容易にすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明の一実施形態は、腎臓画像を作成するための方法及び装置であり、また具体的にはコンピュータ断層スキャナの使用による腎臓画像の作成である。本発明の技術分野は医学分野である。本発明の一実施形態は、患者などの被検体身体の腎臓、尿路系（膀胱、尿道など）または胆嚢内に生じる結石（ｃａｌｃｕｌｉ）や石（ｓｔｏｎｅ）と呼ばれることもある結石症（ｌｉｔｈｉａｓｉｓ）または石灰化（ｃａｌｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）の存在検出を容易にすることである。本発明の一実施形態によればさらに、結石症の適切な処置が可能となると共に、外科手術や外科的手技の場合では、コンピュータ断層を介して手術を計画するためのツールを提供することができる。本発明の一実施形態はさらに、被検体身体が受けている処置を、こうした処置の途中で計測することを可能とすることである。さらに、本発明の一実施形態によれば、経口治療薬の投与や砕石術の施術が不可能である場合における外科用ツールを用いた手術のスケジューリングが容易となる。

腎結石は受け取った超音波信号に対してよく応答するため、腎臓障害の診断において従来はエコー撮影による検査が使用されてきた。さらに放射線医学では、尿路撮影検査の実施という周知の慣行がある。これらの尿路撮影検査の間には、尿路チャンネルによって被検体身体の尿路内に造影剤が注入されると共に、放射線画像上でその経路が追跡される。しかし最近、コンピュータ断層によって腎臓を検査して有意な結果を得ようとする試みがなされてきた。実際に腎結石は、腎臓画像において著しい差異を示し、密度計測的及び幾何学的に高精度の３Ｄ定量化及び位置特定を可能とする。

しかし、腎臓障害に関する画像収集のためのこれらの過程を精細調整しかつ完成させることは、克服し難い困難が生じさせる。実際には、未処理の画像が画面上に表示され、さらにより良好な読影を可能とさせるためにコントラスト及び／または切り出しの展開のための操作者支援による処理が実施される。このことは、担当医が画像上で関心対象部位を指示しなければならないことを意味する。この関心対象部位は担当医によってハイライト指定される。この関心対象部位内において、同じくそれ自身が担当医によって設定されたローカル・パラメータの関数として展開処理演算（ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ）が企てられる。担当医によりこれが入力される理由は以下の通りである。腎臓と交差しかつ結石を通過する軸上では、ハウンスフィールド・ユニット（ＨＵ）で計測された放射線学的密度信号は高い伸びを示すものと仮定することができる。例えばその値は、典型的には、３００（骨の密度に対応する）から１０００（特に結石または石が極めて高密度である場合）までに至る。通常は、これらの２つの値の間の中間の値にしきい値を設定して画像を２つの部分（すなわち、健全な腎臓に対応する（放射線学的密度の値がしきい値未満の）部分と結石に対応する（より高い値を有する）部分と）に区分する、すなわち切り出す（ｓｅｇｍｅｎｔ）ことが可能である。
ＥＰ−Ａ−０ ５７６ ５８４号

しかし、結石は常に等しい密度をもつとは限らない。まだ形成過程にあるものもある。さらに、腎臓の周辺に組織が存在することによって、全体的な計測信号を上方または下方にシフトさせる結果となる。したがって、このように固定のしきい値を与えると切り出しが誤りとなることがある。この理由から、画像がある程度まで作成された段階で担当医はしきい値パラメータを個別に設定するように求められることになる。実際に、この操作は断面単位で実行しなければならず、さらに各断面ごとに選択の基準となるしきい値を決定することが必要となる。十分な検査深度を得るためには約３０断面を処理しなければならない（また、収集の様式や病巣の大きさによっては解析を要する断面は３０を超えることがある）。このことが、この作業を骨の折れるものとし、またさらに容易な再現を不可能としている。この結果、担当医によるこの作業が、この方法の欠点の１つとなる。

さらに、結石症と診断された場合、この障害を治癒させるために被検体身体に対する処置がなされると予測される。こうした処置は経口薬による場合があり、さらに被検体身体はある期間（例えば、数週間）にわたって投薬を受けることになる。これ以外では、この処置は何回かの砕石術を含むこともあり、この砕石術の間に結石に超音波ビームを衝突させ、これによって受け取った超音波による機械的効果によって結石を破壊することができる。処置のこの段階の終了時点で、被検体身体は最初の検査と同種の検査を再度受ける。この際の目的は、最初の検査の間に得られた画像を第２の検査の間に得られた画像と比較することにある。担当医に対して要求される操作はかなり複雑となるため、担当医に対してこれらの画像を前回と厳密に同じパラメータで再処理するように求めることは極めて困難となる。これが実行されないと、これらの画像は実際に同等とならず、また途中で加えられた処理効率の状況を正確に取得することは困難である。

本発明の一実施形態によれば、担当医が画像を編集する作業に本質的に関連するこの問題が克服される。本発明の一実施形態は、全体的に客観性がありかつ担当医の作業に依存しない方法を提供する。

本発明の一実施形態では、画像の中のボクセルが結石に属するか否かをしきい値と比較した検定を基準として決定するのではなく、放射線学的密度の傾斜を計測する（結石の壁の位置では、その放射線学的密度の値が大きく変化するという理解に基づく）ことによってこれらのボクセルが選択されるような切り出し方法によってこれらの問題を克服している。結石では放射線学的密度の増大がそれほど急峻でないとされているため、放射線学的密度の傾斜が最大となるボクセルの位置を結石の壁の位置であるとして選択している。この結果、最大傾斜の位置が特定される。一実施形態ではこの特定は、Ｗａｔｅｒｓｈｅｄアルゴリズム（ＬＰＥアルゴリズム）を実施することによって行われる。

この作業様式のために、輪郭（結石の外皮）が操作者による操作と無関係に決定される（すなわち、計測が客観的で全く主観を伴わない）ことになる。アルゴリズム処理（特にＬＰＥのアルゴリズム処理）は自動的であるため、結石の決定もしたがって自動的となる。この結果、数週間の間隔をおいて異なる日に収集した画像を比較する際においても本方法は再現性を示し、本方法を信頼性の高いものとしている。

本発明の一実施形態は、腎臓を伴う被検体身体に様々な角度で一連のＸ線照射を当てている腎臓画像を作成するための方法である。これらの角度の各々で投影画像を取得する。この投影画像から、その各々に対して各位置における放射線学的密度の計測値が割り当てられているボクセルによって形成された、腎臓の内部及び周辺にある身体を表した第１の３Ｄ画像を生成する。シード・ボクセルを選択し、このシード・ボクセルから、３Ｄ画像内において近傍のボクセルを探査する。探査したボクセルのすべてに関して放射線学的密度の傾斜を計測する。傾斜が最大となる外皮上に位置するボクセルを選択し、これにより腎臓障害の（すなわち、結石の）外皮表面が得られる。この外皮を表した第２の画像を生成して描出する。

本発明の一実施形態は以下の説明及び添付の図面からより明瞭に理解されよう。これらの図面は純粋に例示のために提示したものであり、如何なる意味においても本発明の範囲を制限するものではない。

図１は、本発明の方法に関する一実施形態を実現するために使用することができる一般的な装置の一例を表している。この方法及び装置では、被検体身体１が放射線学的検査を受ける。被検体身体は、身体の領域２に腎臓が位置しているヒトとすることができる。身体の領域２が検査される領域である。例えば、この検査装置は、Ｘ線管３及び検出器４を一緒にして回転軸５の周りでステップ状運動や連続式回転運動６により移動させるようにして系統的に設けられたコンピュータ断層スキャナを備えている。この回転中にこの領域２に対して、様々な角度（例えば、角度７〜９など）でＸ線による照射シーケンスが実施される。コンピュータ断層撮影法では、所与の計測精度を得るには、身体を照射する様々な入射値の角度ピッチ、並びに角度探査の最小値（通常は、１８０°）に関して制約が存在する。ここで記載した装置は、マイクロプロセッサ１１を備えたコンピュータ・システム１０と、プログラム１３を包含したプログラムメモリ１２と、データメモリ１４と、制御（１５）周辺装置及び表示（１６）周辺装置と、によって駆動を受ける。周知の一方法では、これらの要素のすべてをデータバス、アドレスバス及び制御バス１７によって互いに接続させている。この異なる要素はさらに、その性質及び形状が異なると共に様々である。

プログラム１３では、計測サブプログラム１８によって、入射値７〜９の各々について１９〜２１などの投影画像を取得することを可能としている。これらの画像の信号は、ディジタル化されてメモリ１４内に保存される。周知の一方法では、そのプログラム１３はさらに、投影画像１９〜２１から開始して領域２を表したディジタル・ボリューム２３を計算するのに使用される再構成サブプログラム２２を有している。「ディジタル・ボリューム」という用語は、ボリューム２３が形成されるように仮想的で幾何学的に組み上げられ、かつ身体１の領域２内でこれらに対応する位置の放射線学的密度を（特に、標準化ＨＵユニットを用いて）表した情報を含んだ、番号２４などのボクセルの組を意味するものと理解されたい。メモリ１４にはボクセルが、領域２内でのその位置に対応したアドレス位置に保存される。

さらに画面１６上にディジタル・ボリューム２３の断面像（またさらには、３Ｄ像）を表すことを可能とするための周知の表示サブプログラム２５が存在する。したがって、画面１６の左側には、ディジタル・ボリューム２３の障害２７の像２６を表している。従来技術では、担当医は関連するツールを使用して、像２６内において結石が存在している領域２９の周辺の領域２８の放射線学的密度レベルに関する知見を得る必要がある。断面２７内で結石２９の輪郭３０に関する収集を可能とさせるために切り出ししきい値を確定する必要がある。さらにボリューム２３の障害のすべてに関しても同様にする。こうした骨が折れかつほとんど再現性を得にくい操作は、本発明の一実施形態によれば本質的に不要となるか、あるいは低減される。

図２は、結石２９の位置並びにその周囲の部分の位置２８において計測した放射線学的密度レベルＤＲについて、記号方向ｘ、ｙ及びｚで同じ量になるようにディジタル・ボリューム（あるいは、領域２）の移動の関数とした図を示している。ある領域から別の領域に移ると放射線学的密度のレベルが著しく変化することが理解できよう。図２の第２のグラフは、放射線学的密度信号ＤＲの傾斜の図を空間座標の関数として表している。この傾斜は、輪郭の位置３０のちょうど上で値Ｇの最高値に達する。より具体的には、輪郭３０は傾斜の最大値のちょうど上に確定される。実際のレベルでは、この傾斜に関するサーチは、１Ｄ画像や２Ｄ画像で実施するのではなく、３Ｄ画像において実施される。したがって、ディジタル・ボリューム２３内において、結石の壁に関する位置の組３０に相当する傾斜がピークとなる外皮についてサーチが実施される。一例では、そのサーチ・アルゴリズムは、Ｗａｔｅｒｓｈｅｄタイプ（すなわち、検討する信号が傾斜信号であるような例えばＥＰ−Ａ−０ ５７６ ５８４号に記載されたＬＰＥアルゴリズム）である。さもなければ、Ｋ平均（Ｋ−Ｍｅａｎｓ）切り出しタイプ、Ｋ最近傍（Ｋ−Ｎｅａｒｅｓｔ Ｎｅｉｇｈｂｏｒ）切り出しタイプ、または主成分分析法（Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ａｎａｌｙｓｉｓ）タイプ、その他のタイプのものとすることが可能である。

したがって、結石２９に対応するサブ画像を抽出するためのボリューム画像２３の切り出しには、放射線学的密度の傾斜の計算が含まれる。この計算はボリューム２３のボクセルすべてに関して実行する必要がなく、これらのうちのある数に対して（特に、結石のボクセルに対してのみに）計算を限定することが好ましい。実際にこの場合に、より迅速に結果に至るためには、その計算をシード・ボクセル（例えば、断面２７のディスプレイ２６のうち結石２９の中間で担当医によって指示されたボクセル３１）から開始するように留意する。この指示動作を無しで済ませることが望まれる場合には当然、傾斜の計算をある任意の画素（例えば、ディジタル・ボリューム２３の端部のうちの１つに位置するボクセル２４）から開始させることが可能である。

ボクセル３１（図２のグラフの右寄りに位置するのが典型的である）から開始し、３Ｄ画像２３内においてこのボクセル３１の近傍にあるボクセルが探査される。遭遇するボクセルのすべて（そのうちの最初に２６がある）に関して、放射線学的密度の傾斜を計測する。あるボクセルから次のボクセルへとこの方式を継続することによって、図２の第２のグラフの曲線３２で表した傾斜値が計測される。これらの傾斜値の各々は、別のディジタル画像３３（図１）に保存されると共に、ディジタル・ボリューム２３のボリューム・ボクセルに対応させて画像３３のボクセルに対して割り当てられる。この方式により、ボリューム画像３３は放射線学的密度の傾斜のボリューム像となる。場合によっては、メモリ１４のうちボリューム２３のボクセルに関する情報の保存に対応する各アドレス位置において、その各々が関連するボクセルの傾斜に相当する属性を追加することができる。

画像３３（あるいは、属性を伴った画像２３）ではしたがって、周知の一方法（特に、本明細書の上で言及したＬＰＥタイプのアルゴリズム）によって結石の外皮を表した第２の画像を生成することが可能となる。したがってこの外皮は、像３４によって画面１６の右側部分に示されるようにして表示することができる。この像は、対応する表示アルゴリズムを実現するような断面像（像２６と同様の像）とする場合や３Ｄ像とする場合がある。したがってこれらの条件では、プログラム１３は、傾斜画像３３を作成するためのサブプログラム３５と、この傾斜画像における切り出しのためのサブプログラム３６（例えば、ＬＰＥタイプのサブプログラム）と、を有している。

シード・ボクセル３１を１つのみ選択する場合、マイクロプロセッサ１１による計算にかなりの時間を要することになる。この処理は、幾つかのシード・ボクセルを指定することによって高速化することができる。例えば、結石の領域２９内に位置する２つのシード・ボクセルを選択することが可能である。断面２７の像２６はしきい値３７を基準とした切り出し像となる。しきい値３７は、結石を表すものとしてよく知られたある高い値（例えば、標準化ハウンスフィールド・ユニットすなわちＨＵで９００を超える値）を有するしきい値となる。次いで、選択したボクセルが確定した結石の領域内で選択される。幾つかのシード・ボクセルを選択する必要がある場合には、次いでボクセル３１以外にゾーン２８内に位置するボクセル３８を選択し、ボクセル３１及び３８をこうして切り出された画像の２つの領域内に位置させることができる。もちろん、各領域内に幾つかのボクセルを選択し、傾斜計算をさらに高速化することも可能である。

この処理方式は、その第１の理由として本方式が任意であること（ボクセル２４）、並びに第２の理由としてボクセル３１の選択によって操作者による支援を受ける場合、表示を要する像が１つのみ（像２６）であることのために、従来の処理過程と比べて扱いにくさがかなり軽減されることが理解できよう。さらにとりわけ、これによれば計算結果に対する影響が生じない。したがって、本発明の方法の一実施形態は、担当医が結石内にマーカー（シード・ボクセル）を配置させる箇所に依存しない。これにより影響を受けるのは計算の実行速度だけである。しかし、これらの箇所の外皮３０に関する判定は常に同じとなることになる。

計算をさらに高速化するには、傾斜の計算がマクロボクセル３９（例えば、２７個の隣接するボクセルからなる集団、または７２９（２７×２７）個の隣接するボクセルからなる集団、あるいはその他の集団）に対して実施されることが理解できよう。傾斜３０の最大値をこうしたマクロボクセル３９に対して見つけだした後、このマクロボクセル３９に対応するボクセル４０などのボクセル要素に対して計算をオーバーサンプリングして実行するように企画することができる。この作業様式によってこの計算が高速化される。この場合には、ボリューム画像３３の構成のために、傾斜の最大を包含しないマクロボクセルのすべてボクセルに対して、該マクロボクセルに関して計測した傾斜値の割り当てを決定することが可能となる。さらに、計算精度を向上させるために処理前にそのデータに対するオーバーサンプリングを含めることが可能である。

従来タイプのノイズ除去フィルタ処理操作（サブプログラム１８の計測機能の間）、並びに投影画像１９〜２１の読み取りを有するように企画されることがある。同様に、像２６または３４を表示する時点において表示フィルタ処理（平滑化）を実施し、これによりこれらの画像がより快適に表示されるように企画されることがある。

さらに、得られた結果を担当医がより一層簡単に活用できるようにするために、結石のボリュームＶが計測される。簡単に述べると、このボリュームＶは傾斜の最大値によって決定される外皮内にある（輪郭３０によって決定される外皮内にある）ボクセルの数によって表すことができる。こうして、ボリュームが得られる。このボリュームの値は結石内に包含されるボクセルの数に正比例する。図３では、１つの改良として、その各ボクセルをその放射線学的密度の計測値に比例した働きとさせた重み付けボリュームを表している。図３のグラフは、図２の第１のグラフの対応部分を拡大したものである。したがって、放射線学的密度の下側しきい値ｖ１と別のしきい値ｖ２との間の結石位置２９においてボクセルｉを考察し、第１の放射線学的密度の差ｖｉ−ｖ１と第２の放射線学的密度の広がりの高さｖ２−ｖ１との間の比の関数を考察することができる。ボクセルに関するこの考察は、少なくともその値がｖ２未満であるボクセルに対して実施する。一変形形態では、ｖ２は結石内における放射線学的密度の最大値である。したがって、ボリュームＶは例えば、Ｖ＝Σ（ｖｉ−ｖ１）／（ｖ２−ｖ１）の形式をした式（１）で表現される。

この作業によれば、外皮ボリュームは同じであるが放射線学的密度の推移のプロフィールが異なるような結石同士を識別する能力が得られるものと理解される。このためには、図２の第２のグラフに示すように、放射線学的密度信号の傾斜の最大値Ｇは、この値Ｇ自体があるしきい値ｇ（少なくとも、ノイズしきい値）より大きい場合にのみ選択するものと判断する。一例として、Ｇはｇ＝１／３Ｇとしている。より小さい傾斜を許容することは単に、放射線学的密度信号の勾配４１がよりなだらかであること、したがって外皮３０の厳密な境界の位置にある不明瞭なゾーン４２が幾分広くなることを意味する。本発明の一実施形態では、この不明瞭域のランダム性を受け容れざるを得なくなるのを回避するためには、ボリュームの計測において、その各ボクセルを本明細書の上で言及した比に比例するように勘案しながら全体ゾーン４２を考察する。

この作業様式によれば、直接ボリューム、すなわち輪郭３０内に包含されたボリュームを得ること、またより好ましはさらに正確な重み付けボリュームを得ることが可能である。例えば数週間おいた後に、担当医はこのボリュームまたはこの重み付けボリュームに対して加えられた処置の効果を、その被検体身体に対して提供した処置の関数として、かつ画面上で観察される画像の形式と無関係に計測することができる。

上述の特徴付けは、結石のスパン、またさらにはその重み付けスパンを表している。その強度（ｓｔｒｅｎｇｔｈ）を表すものではない。この場合には、強度に関するより正確な計測値を与えるために、Ｄ＝Σｖｉ（ｖｉ−ｖ１）／（ｖ２−ｖ１）の形式をした式（２）で平均密度Ｄが計算される。平均密度Ｄに関するこの計算は、前述の式（１）で計測されたボリュームＶによって標準化する場合や標準化しない場合がある。その値がｖ１未満であるボクセルは除外する。必要であれば、画像の各ボクセルの相対値が既知である状態で、候補ボクセルの母集団に関するヒストグラムをプロットすることが可能である。この母集団について、平均密度の値を与えるのではなく、第１の四分位数（ｑｕａｒｔｉｌｅ）または第３の四分位数の密度の値、またさらには標準偏差値を与えることが可能である。これらの要素のすべては、画像２３または画像３３内で関連付けることができる属性であり、またこれらにより引き続いて画像を別の画像と比較することが可能となる。

式（１）はプログラム１３のサブプログラム４３によって計算されており、一方平均密度はプログラム１３のサブプログラム４４によって計算されている。

さらに図４は、改良の１つとして、放射線学的密度の画像に対する少なくとも３つのしきい値ｓ１、ｓ２及びｓ３の関数とした切り出しの図である。一例として、しきい値ｓ１は実質的に３００ハウンスフィールド・ユニット（ＨＵ）に等しい最下側しきい値である。しきい値ｓ２は概ね４００ＨＵに設定しており、またしきい値ｓ３は例えば１１２５ＨＵに設定している。しきい値ｓ１の値は骨に関する標準化値に対応する。石灰化は、（言わば）被検体身体の骨と比較して密度がより大きいことによって認定されることになる。しきい値ｓ１、ｓ２及びｓ３はこれら自体を担当医が自身の裁量により周辺装置１５により配置した人間工学的コマンドを使用して調節することができる。

しきい値ｓ１〜ｓ３は、表された対象内で４つのクラスｃ１〜ｃ４を決定するために使用される。あるクラスに関連させるボクセルについては、２６などの断面像内である１つの色が割り当てられる。例えばクラスｃ４には赤色が割り当てられ、クラスｃ３にはエメラルドグリーン色が割り当てられ、クラスｃ２には黄色が割り当てられ、またクラスｃ１には淡青色が割り当てられる。患者の画像に関する所与の表示に関して、しきい値ｓ１、ｓ２及びｓ３が表示パラメータとして保存される。数週間後に取得した画像において、同じパラメータを利用して画像を互いに比較し、推奨した治療が十分な効果を示したか否かを迅速に判定することができる。もちろん、色相コードを用いたこの比較以外に、ボリューム及び密度をある時点と別の時点で比較することが推奨される。さらに、このしきい値及びクラスの数は変更することができる。

処理操作のすべては、画像が同じ被検体身体に対して行われたものであれば、例えばディジタル・ボリュームまたは画像の保存用のファイルに対して割り当てた管理基準に従って自動式とできるため、計測した異なる変数（すなわち、ボリューム、重み付けボリューム、平均密度、標準偏差、またはその他の変数）間でルーチン比較を実施することが可能となる。これらの比較は、ｙ軸上にこれらの変数の値を、またｘ軸上にこれらの値を計測した日付を示したグラフ上に表示することができる。したがってこの自動レポートは、後処理の結果として計測値、スクリーンショット、ＨＵユニットの統計値、サイズなどのすべてを組み入れることによって実施される。この作業は、例えばｐｄｆや．ｒｔｆタイプなどの移植可能な形式をしたレポートの形で自動的に実施される。担当医は修正を要する場合に自身のマイクロコンピュータ上に対応するファイルを取り出し、これを別の担当医（例えば、処方を担当する泌尿器科医や外科医）に送ることができる。これに対して従来技術では、担当医はフィルム上にプリントアウトを作成してレポートを書き取らせる。次いで秘書がこのレポートをタイプする。この自動レポートでは、スクリーン画像及び別の計測のすべてをディジタル形式かつ引き続き編集可能な形式で提供することができる。

実際に、下側しきい値ｓ１は放射線学的密度の傾斜の最大値が計測される放射線学的密度の値未満である。典型的にはｓ１は、輪郭３０の位置における放射線学的密度の値未満である。実際上ｓ１は、骨の放射線学的密度に相当する３００ＨＵに等しくなるように選択される。この場合には、画像のうち結石以外の残りの部分すべてが淡青色となる。

図１は、放射線学的検査中に、被検体身体が造影剤４５の注入を受けることがあることを示している。したがって検査中に、番号１９〜２１に示す幾つかの画像が取得されることになり、これらの画像自体は番号２３の幾つかの画像に至る。第１の番号２３の画像は造影剤の注入前に撮影された非造影画像である。第２の画像及び第３の画像は、被検体身体１内に注入された造影剤の拡散及び代謝に対応する。次いでこれらの画像はさらに互いに比較され、結石に関する計測を精錬させている。

外科用ツールを用いた手術の場合では、注入点からの経路を決定し、この経路を横断する断面で通過を受ける解剖構造を表示することは遙かに容易となる。実際に、この解剖構造では特定が遙かに良好であり、かつ切り出しが遙かに良好となる。

さらに、本発明の一実施形態に関して例示的な実施形態を参照しながら記載してきたが、本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく機能及び／または方法及び／または結果について様々な変更が可能であると共に、その要素の等価物による置換が可能であることは当業者であれば理解するであろう。さらに、多くの修正形態により、本発明の本質的範囲を逸脱することなく具体的な状況や材料を本発明の教示に適応させることができる。したがって、本発明を実施するように企図したベストモードとして開示した特定の実施形態に本発明を限定しようという意図ではなく、本発明は添付の特許請求の範囲の域内に入るすべての実施形態を包含するように意図している。さらに、「第１の」、「第２の」などの用語の使用や各工程は、何らかの順序や重要度を意味しておらず、「第１の」、「第２の」などの用語や各工程はむしろ、ある要素や特徴を別の要素や特徴と区別するために使用したものである。さらに、「ａ」、「ａｎ」などの用語の使用は、数量の限定を意味したものではなく、むしろ言及された要素や特徴が少なくとも１つ存在することを意味している。本出願の特許請求の範囲に記載した内容は明細書の説明の一部として本明細書に組み込むものとする。

本方法の一実施形態を実現するために使用できる装置の一実施形態の図である。 第１のグラブは放射線学的密度の信号の推移を、また第２のグラフはこの信号の傾斜の推移を表している２つのグラフからなる結石の壁の位置を決定するための図である。 そのボリューム、重量及び密度に関する客観的な計測値をＨＵユニット並びにその他の統計変数を用いて担当医に提示するための結石評価の特徴付けの一改良を表した図である。 計測された障害の特質がカラー画像上で表出できることを表した図である。

符号の説明

１ 被検体身体
２ 検査領域
３ Ｘ線管
４ 検出器
５ 回転軸
６ 回転運動
７ 角度
８ 角度
９ 角度
１０ コンピュータ・システム
１１ マイクロプロセッサ
１２ プログラムメモリ
１３ プログラム
１４ データメモリ
１５ 制御周辺装置
１６ 表示周辺装置
１７ バス
１８ 計測サブプログラム
１９ 投影画像
２０ 投影画像
２１ 投影画像
２２ 再構成サブプログラム
２３ ディジタル・ボリューム
２４ ボクセル
２５ 表示サブプログラム
２６ 像
２７ 断面
２８ 周辺領域
２９ 結石領域
３０ 輪郭
３１ シード・ボクセル
３２ 第２のグラフ
３３ 別のディジタル画像
３４ 像
３５ 傾斜画像作成サブプログラム
３６ 切り出しサブプログラム
３７ しきい値
３８ ボクセル
３９ マクロボクセル
４０ ボクセル
４１ 勾配
４２ 不明瞭ゾーン
４３ ボリューム計算サブプログラム
４４ 平均密度サブプログラム
４５ 造影剤

Claims (22)

1. 腎臓画像を作成するための方法であって、
   腎臓を伴う身体に様々な角度で一連の照射を当てる工程と、
   これらの角度の各々において投影画像を取得する工程と、
   その各々に対して各位置における放射線学的密度の計測値が割り当てられている前記投影画像から作成されたボクセルによって、前記腎臓の内部及び周辺にある前記身体を表した第１の３Ｄ画像を形成する工程と、
   シード・ボクセルを選択する工程と、
   前記第１の画像内において前記シード・ボクセルから近傍のボクセルを探査する工程と、
   前記探査したボクセルのすべてに関して放射線学的密度の傾斜を計測する工程と、
   外皮上に位置する前記傾斜が最大となるボクセルを選択し、これにより腎臓障害の外皮表面を取得する工程と、
   前記外皮を表した第２の画像を生成すると共に該第２の画像を描出する工程と、
   を含む方法。
2. シード・ボクセルを選択する際に、大きなしきい値を用いて前記第１の画像の切り出しを実施する工程と、
   前記切り出した第１の切り出し画像を観察する工程と、
   前記第１の切り出し画像内において、前記計測した放射線学的密度が前記しきい値より大きい場合に該画像のある領域内に存在するボクセルであるシード・ボクセルを指定する工程と、
   を含む請求項１に記載の方法。
3. 前記第１の画像内に分散させた幾つかのシード・ボクセルを選択する工程を含む請求項１乃至２のいずれか１項に記載の方法。
4. 前記第１の画像の切り出しがしきい値を用いて実施されていること、並びに
   前記画像の切り出された前記２つの領域内に配置させてシード・ボクセルが選択されていること、
   を特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記放射線学的密度の傾斜が最大となるボクセルを選択する工程と、
   前記選択されたボクセルの近くの環境内において、前記第１の画像内に存在するボクセルをオーバーサンプリングする工程と、
   これらのオーバーサンプリングされたボクセル上で選択を規定する工程と、
   を含む請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
6. 第１のフィルタ処理画像及び／または第２のフィルタ処理画像を選択する工程を含む請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記第２の画像において前記外皮のボリュームを計算する工程と、
   前記計算の結果を提示する工程と、
   を含む請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記第２の画像において前記外皮の重み付けボリュームを計算する工程を含む請求項７に記載の方法。
9. 前記外皮において放射線学的密度の平均値を計算する工程と、前記計算の結果を提示する工程と、を含む請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
10. 時間的に離間した第２の画像を生成して比較する工程と、
    前記外皮に関する前記計算されたボリュームを比較する工程と、
    を含む請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
11. 造影剤注入の前及び後において前記身体の状態に対応する第２の画像を生成する工程と、
    前記第２の画像を比較する工程と、
    を含む請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 放射線学的密度に関して少なくとも３つのしきい値を選択する工程と、
    複数のクラスの中から、その包含する情報を存在させている２つのしきい値の間にある放射線学的密度のレンジに対応する１つのクラスを各ボクセルに割り当てる工程と、
    表示画像内にあるボクセルに前記クラスに従って異なる色相を割り当てることによって該ボクセルを表示する工程と、
    を含む請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記選択されたしきい値の中からある低いしきい値を決定する工程と、
    放射線学的密度の傾斜の最大値が計測された放射線学的密度の値と比べて前記低いしきい値をより低くする工程と、
    を含む請求項１２に記載の方法。
14. 前記しきい値が変動するように作成されている請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の方法。
15. しきい値を超えている場合に傾斜値を選択する工程を含む請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 前記ボクセルをＷａｔｅｒｓｈｅｄアルゴリズムによって選択する工程を含む請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の方法。
17. 腎臓（２）を有する身体（１）を様々な角度（７、８、９）で照射するために回転軸（５）の周りで移動するように放射線源を設けるための手段（３）と、
    前記身体の通過後に前記放射線を検出するための手段（４）と、
    装置の動作を制御するための手段（１０、１１、１２、１３、１４、１５、１７、１８、２２）と、
    前記様々な角度における投影において取得した画像（１９、２０、２１）を表示するための手段（１６）と、
    その各々に対して各位置における放射線学的密度の計測値が割り当てられている前記投影画像から生成されたボクセルによって、前記腎臓の内部及び周辺にある前記身体を表した第１の３Ｄ画像を形成するための手段を含む制御手段と、を備えた装置であって、
    シード・ボクセルを選択すること、
    前記第１の画像内において前記シード・ボクセルから近傍のボクセルを探査すること、
    前記探査したボクセルのすべてに関して放射線学的密度の傾斜を計測すること、
    外皮上に位置する前記傾斜が最大となるボクセルを選択し、これにより腎臓障害の外皮表面を取得すること、
    前記外皮を表した第２の画像を生成すると共に該第２の画像を描出すること、
    を特徴とする装置。
18. 請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の方法を実行するための手段を備えた装置。
19. コンピュータ上で実行したときに請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の方法の各工程を実現させるためのプログラムコード手段を備えたコンピュータ・プログラム。
20. 請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の方法の各工程を実現させるためのコンピュータ読み取り可能なプログラムコード手段をその内部に具現化して有するコンピュータ利用可能な媒体を備えたコンピュータ・プログラム成果物。
21. 請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の方法の各工程を実現させるためのコンピュータ読み取り可能なプログラムコード手段をその内部に具現化して有するコンピュータ読み取り可能な媒体を備えている、コンピュータ・システムで使用するための製品。
22. 請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の方法の各工程を実行するように機械によって実行可能な命令からなるプログラムを実体的に具現化している機械による読み取りが可能なプログラム記憶デバイス。

Images