JP2006223861A - 生体内の造影剤流れの予測方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】特定の生体部位を検査するための絶対的に必要な造影剤投与量に関する正確な情報を得ることができるようにする。
【解決手段】造影剤を有する規定された試験ボーラスが、生体に、とりわけ血管内に、とりわけ静脈内に既知の注入流れ経過で注入され、生体内の少なくとも1つの位置における造影剤の時間的濃度経過が、断層撮影法により、複数の測定時点を有する限定された時間間隔に亘って観察されて決定され、造影剤の分布に関する得られた測定データから、原因および作用の線形数式により、他の造影剤投与の造影剤濃度の時間的経過が予測され、生体の予め測定された複数の位置での少なくとも1つの位置における造影剤の時間的濃度経過を予測するために、特別な計算式が用いられる。
【選択図】図7
【解決手段】造影剤を有する規定された試験ボーラスが、生体に、とりわけ血管内に、とりわけ静脈内に既知の注入流れ経過で注入され、生体内の少なくとも1つの位置における造影剤の時間的濃度経過が、断層撮影法により、複数の測定時点を有する限定された時間間隔に亘って観察されて決定され、造影剤の分布に関する得られた測定データから、原因および作用の線形数式により、他の造影剤投与の造影剤濃度の時間的経過が予測され、生体の予め測定された複数の位置での少なくとも1つの位置における造影剤の時間的濃度経過を予測するために、特別な計算式が用いられる。
【選択図】図7
Description
本発明は、造影剤を有する定められた試験ボーラスが生体内に、とりわけ血管内に、とりわけ静脈内に既知の注入流れ経過で注入され、生体内の少なくとも1つの位置における造影剤の時間的濃度経過が、断層撮影法により、複数の測定時点を有する限定された時間間隔Zに亘って観察されて決定され、造影剤の分布に関する得られた測定データから、原因および作用の線形数式により、他の造影剤投与の造影剤濃度の時間的経過が予測される生体、特に患者内の造影剤流れの予測方法に関する。
断層撮影法、特にコンピュータ断層撮影または核磁気共鳴(NMR)断層撮影の分野においては、特定の生体部位の表示のために、そこに発生する表示コントラストが低いので、造影剤を適用し、これによりこの生体部位のコントラスト強調画像を得ると好ましい。しかしながら、造影剤は、たいていの場合、生体に負担をかけ、それゆえ投与量をできるだけ少なくすべきであるという欠点を持っている。しかしながら、被検体の生物学的変異性のために、定められた造影剤投与の濃度経過が生体内の被観察位置において時間的にどのように展開するかについて、十分に正確かつ普遍妥当な情報は得られていない。従って、各被検体において造影剤の試験注入または試験ボーラス投与に基づいて、その作用、特に注入後に続いて生じる被検体内の関心位置における濃度値の時間的経過が観察されなければならない。
コンピュータ断層撮影(CT)検査と関連した用途では、試験ボーラス注入後の特定の時間間隔に亘って、できるだけ少ない放射線量の使用下で、この時間間隔において生じるハンスフィールド(HU)値の変化を介して、濃度が間接的に測定される。造影剤の画像形成作用にしか関心がなく、画像形成作用と造影剤濃度との間に線形関係が存在することから、造影剤の絶対的な濃度に関する情報は未収集状態にあり、重要視されていない。このような試験検査の画像の分解能力も僅かなままである。
このような試験ボーラス投与の作用の知識に基づいてフーリエ変換により正しい造影剤投与の作用を前もって算出し、それにより造影剤の絶対的に必要な投与量を求めることは知られている。
本発明の課題は、特定の生体部位を検査するための絶対的に必要な造影剤投与量に関する正確な情報を得ることのできる改善された予測方法を見いだすことにある。
この課題は独立の請求項の特徴事項によって解決される。本方法の有利な実施態様は従属請求項に記載されている。
本発明者は次のことを認識した。
上記課題に従って、試験ボーラス注入後の強調値の時間的経過から、他の異なる注入プロトコルに基づく同じ個所での強調値の時間的経過を予測する改善された方法を見いだすべきである。これは最適な造影剤プロトコルの計画に役立つ。なお、強調値は画像表示への造影剤の濃度変化の影響であると理解される。すなわち、CT検査は例えば求められたHU値で表される。
上記課題に従って、試験ボーラス注入後の強調値の時間的経過から、他の異なる注入プロトコルに基づく同じ個所での強調値の時間的経過を予測する改善された方法を見いだすべきである。これは最適な造影剤プロトコルの計画に役立つ。なお、強調値は画像表示への造影剤の濃度変化の影響であると理解される。すなわち、CT検査は例えば求められたHU値で表される。
試験ボーラスの経過は次の数6の線形関数によって表示することができる。
但し、FTは流速、t0Tは試験ボーラスbT(t)の開始時点、tFTは試験ボーラスbT(t)の終了時点である。Θ(t)は次の数7で定義されているヘビサイド関数すなわちいわゆる階段関数である。
使用された造影剤量はFT(tFT−t0T)としてもたらされる。試験ボーラスの投与に基づく予め定められた個所における強調値の経過cT(t)は、次の数8によって与えられる。
但し、CT検査の場合、c0で造影剤投与なしのHU値が示され、c〜T(t)は造影剤によって生じさせられた成分である。なお、「c〜」は「c」の上に「〜」が記載された符号を表す。以下同じである。これらのデータから、正しいボ−ラス、すなわち検査のために同じ個所で使用されたボーラスの投与に対する強調値の経過cR(t)は、次の数9によって予測される。
但し、次の数10による変化した造影剤ボ−ラスbR(t)が使用もしくは注射されるものとする。
測定された試験ボーラス曲線を、延長されたボーラス注入時間に応じてずらして単純に加算することによって、正しいボーラス投与およびそれにより生じる造影剤濃度を推定することは知られている。この公知の方法は、かなり信頼性をもって機能するが、しかし、これは造影剤流れ期間を試験ボーラス期間の整数倍に制限するという欠点を有する。
正しいボーラス投与の影響を推定するために、測定された試験ボーラス曲線のフーリエ変換を使用することも知られている。試験ボーラスのフーリエ変換によって試験ボーラス期間の整数倍への期間制限を回避することができる。しかしながら、試験ボーラス曲線は一般に激しくノイズが加わった僅かのデータ点からなるために、フーリエ変換の計算は数値的に非常に不安定であり、従って臨床において日常的に記録されるデータに対しては不適当である。
更に、これらの両方法においては、試験ボーラスデータが全強調曲線を含んでいない場合に、早すぎる走査または遅すぎる走査が行なわれてしまうという問題が生じる。そのうえ、安定した予測のために造影剤の再循環が重要な役割を演じるために、両方法については、試験ボーラスが実際には非常に長く測定されなければならなかった。
この問題は、本発明によれば、次のように、原因および作用の線形関係も基礎とする他の算出方法によって回避される。付加的に、試験動作中に測定されなかった検査時間間隔については、予測のために生理学的モデルが用いられる。
簡単な線形数式を使用した予測:この方法の重要な前提は、原因(=造影剤投与)と作用(=CT検査の場合におけるHU値の上昇)との間における線形性である。この前提は数学的に次の数11の関係によって表される。
但し、bは次のボーラス曲線、cは造影剤曲線を示す。kは患者固有であり、造影剤の注入に対するその都度の生体の応答を記述する。
数12の関係は試験ボーラスにも予測すべきボーラスにも当てはまる。試験ボーラスは、フーリエ空間の時間に対応する変数ξを有するK(ξ)を決定するために使用される。
従って、C〜R(ξ)、すなわち濃度経過のフーリエ変換は、次の数15により決定することができる。
逆フーリエ変換
によって、求めようとする関数C〜R(ξ)が生じる。このアクセスは、フーリエ変換を介して造影剤経過を決定するのに一般的に使用される。しかしながら、試験ボーラスのフーリエ変換は既知であることから、それによりボーラス注入の任意の他の矩形について造影剤経過を予測できるが、しかし完全に任意の造影剤注入についても予測できる。この場合に「矩形」は、定められた時間にわたる注入期間中における造影剤の流れであると理解され、この一定の流れはグラフとして理想的にプロットすれば矩形として表される。任意の他の矩形については、詳しい導き出しが行なわれ、これから任意の注入曲線について最終結果が記述される。
発生する無限の合計は具体的な計算にとって問題でない。なぜならば、試験ボーラスc〜(t)の発生する応答関数は或る時点の前および後にはごく僅かであると見なされからであり、すなわち、もうボーラスが流れない、又は注入後長くて強調も観察されそうもないと見なされるからである。それゆえ、実際の場合には、有限の数の加算項しか加算する必要がない。
因みに、予測すべき造影剤経過の期間が試験ボーラスの期間の整数倍でない場合、この式は簡単な加算の一般化を示し、整数倍については試験ボーラス曲線が時間的にずらされて加算される簡単な合算に縮小する。
この方法により、試験ボーラス投与に基づく測定値によって前もって測定された予測時間間隔がほとんど網羅される。それにもかかわらず試験測定の中断時点を越える予測をしたい場合に、本発明者は、付加的に簡単な生理学的モデルを利用し、その生理学的モデルから予測値を得ること提案する。
右辺の生成項は試験ボーラスを記述する。Fは流速、t0は観察された開始時点、tFは観察された終了時点を示す。一次元デルタ関数δ(1)(x)は、開始位置0での注入の刺入点を記述する。左辺は主として2つのプロセスによって決まる。造影剤が流動速度vで運ばれ、同時に初めは矩形の試験ボーラスが拡散定数Dで拡散する。拡散定数Dによって、主として走行時間差異が記述されるか、もしくは血液速度における変動が模擬される。
従って、試験ボーラスの適合によって、微分方程式の自由パラメータがこれらにより予測するために決定される。
代替として、生理学的関数をこの発明の枠内においてガンマ分散分布にも適合させることができるが、しかし、それにより試験ボーラスを全く完全には記述することができない。
以上に説明したこれらの基本的な考えに従って、本発明者は、造影剤を有する定められた試験ボーラスが生体内に、とりわけ血管内、とりわけ静脈内に既知の注入流れ経過で注入され、生体内の少なくとも1つの位置における造影剤の時間的濃度経過が、断層撮影法により、複数の測定時点を有する限定された時間間隔Zに亘って観察されて決定され、造影剤の分布に関する得られた測定データから、原因および作用の線形数式により、他の造影剤投与の造影剤濃度の時間的経過が予測される公知の生体、特に患者内の造影剤流れの予測方法において、改善のために、生体の予め測定された複数の位置での少なくとも1つの位置における造影剤の時間的濃度経過c〜R(t)を予測するために、次の計算式(数34)が用いられることを提案する。
(但し、
c〜R(t+t0T−nΔT−t’): 時点tから時点t+t0T−nΔT−t’までに変化した濃度、
FT: 試験ボーラスの造影剤の流速、
b’R(t’): 投与された造影剤ボーラスの経過の時間導関数、
t: 予測時点、
t’: 積分変数)
c〜R(t+t0T−nΔT−t’): 時点tから時点t+t0T−nΔT−t’までに変化した濃度、
FT: 試験ボーラスの造影剤の流速、
b’R(t’): 投与された造影剤ボーラスの経過の時間導関数、
t: 予測時点、
t’: 積分変数)
この場合に指摘しておくに、−∞〜+∞の指定された限界はもちろん理論上の性質であり、実際上は測定の前および後における相応に離間した時点によって置き換えられる。
試験ボーラスとしておよび算出すべき正しいボーラスとして注入時間に亘って一定の流れを持つ造影剤注入を用いる場合、造影剤経過c〜R(t)の予測が次の数35によって算出される。
(但し、
FT: 試験ボーラスの造影剤の流速、
FR:正しいボーラスの造影剤の流速
ξ: 積分変数
t0R: 正しいボーラスの開始時点、
t0T: 試験ボーラスの開始時点)
FT: 試験ボーラスの造影剤の流速、
FR:正しいボーラスの造影剤の流速
ξ: 積分変数
t0R: 正しいボーラスの開始時点、
t0T: 試験ボーラスの開始時点)
好ましくは、本発明による方法において、付加的に、試験ボーラス注入からの測定値が存在しない時点のために、造影剤濃度が生理学的な計算モデルに基づいて予測される。
その場合に、生理学的な計算モデルとして、次の微分方程式(数36)が用いられる。
(但し、
b(x,t): 位置xにおける時間tでのボーラスの濃度経過、
F: 造影剤の流速、
δ(1): デルタ関数、
Θ(t−t0): 注入開始を記述するためのヘビサイド階段関数、
Θ(tF−t): 注入終了を記述するためのヘビサイド階段関数)
b(x,t): 位置xにおける時間tでのボーラスの濃度経過、
F: 造影剤の流速、
δ(1): デルタ関数、
Θ(t−t0): 注入開始を記述するためのヘビサイド階段関数、
Θ(tF−t): 注入終了を記述するためのヘビサイド階段関数)
この生理学的モデルに従って、試験ボーラス注入からの測定値が存在しない時点を予測するために、
先ず、試験ボーラス注入後に測定された濃度経過が次の関数(数37)により近似され、
次に、このようにして算出されたパラメータA,B,C,c0を用いて、予想された濃度経過が次の数38により推定される。
(但し、
A: 試験ボーラス曲線の幅にほぼ間接的に比例する第1の関数定数、
B: 試験ボーラス曲線のピークにほぼ比例する第2の関数定数、
b(x,t): 位置xにおける時点tでのボーラス濃度経過、
C: 試験ボーラス曲線下における面積に比例する第3の関数定数、
c0: 造影剤ボーラスの注入前の強調値、
Erf(): 誤差関数、
FR: 正しいボーラスの造影剤の流速、
FT: 試験ボーラスの造影剤の流速、
tFR: 正しいボーラスの終了時点、
tFT: 試験ボーラスの終了時点、
t0R: 正しいボーラスの開始時点、
t0T: 試験ボーラスの開始時点、
x: 被観察位置、
Θ: ボーラス注入の始端および終端を記述するためのヘビサイド階段関数)
先ず、試験ボーラス注入後に測定された濃度経過が次の関数(数37)により近似され、
A: 試験ボーラス曲線の幅にほぼ間接的に比例する第1の関数定数、
B: 試験ボーラス曲線のピークにほぼ比例する第2の関数定数、
b(x,t): 位置xにおける時点tでのボーラス濃度経過、
C: 試験ボーラス曲線下における面積に比例する第3の関数定数、
c0: 造影剤ボーラスの注入前の強調値、
Erf(): 誤差関数、
FR: 正しいボーラスの造影剤の流速、
FT: 試験ボーラスの造影剤の流速、
tFR: 正しいボーラスの終了時点、
tFT: 試験ボーラスの終了時点、
t0R: 正しいボーラスの開始時点、
t0T: 試験ボーラスの開始時点、
x: 被観察位置、
Θ: ボーラス注入の始端および終端を記述するためのヘビサイド階段関数)
予測時点に対して、線形モデルからの予測も生理学的モデルからの予測も存在する場合には、両予測値の単純な平均値または重み付けされた平均値が用いられる。
以下において図面を参照しながら有利な実施例に基づいて本発明を更に詳しく説明する。
図1はCTシステムの概略図を示し、
図2は試験ボーラス注入の流れを示し、
図3は試験ボーラス注入後の濃度経過を示し、
図4は正しい造影剤注入の所望の予測された濃度経過を示し、
図5は図4に対する正しい造影剤注入の流れを示し、
図6は試験ボーラス注入後の強調データの理論的経過を示し、
図7は正しい造影剤注入後の強調データの予測経過を示し、
図8は図7に造影剤注入後の測定値を追加表示して示す。
図1はCTシステムの概略図を示し、
図2は試験ボーラス注入の流れを示し、
図3は試験ボーラス注入後の濃度経過を示し、
図4は正しい造影剤注入の所望の予測された濃度経過を示し、
図5は図4に対する正しい造影剤注入の流れを示し、
図6は試験ボーラス注入後の強調データの理論的経過を示し、
図7は正しい造影剤注入後の強調データの予測経過を示し、
図8は図7に造影剤注入後の測定値を追加表示して示す。
図においては次の符号が用いられている。
1:コンピュータ断層撮影システム、2:X線管、3:検出器、4:システム軸線、5:ハウジング、6:移動可能な患者テーブル、7:患者、8:注入自動制御のための制御線、9:コンピュータユニット、10:データ・制御線、11:可制御注入ユニット、12:静脈穿刺手段、13:造影剤濃度の目標設定、14〜17:強調曲線、18:予測曲線、18+:曲線18の予測範囲の統計的上限、18−:曲線18の予測範囲の統計的下限、19,20:試験ボーラス投与の観察時間限界、A:試験ボーラス曲線の幅にほぼ間接的に比例する第1の関数定数、B:試験ボーラス曲線のピークにほぼ比例する第2の関数定数、b(x,t):時点tでの位置xにおけるボーラス濃度経過、C:試験ボーラス曲線下における面積に比例する第3の関数定数、c0:造影剤ボーラスの注入前の強調値、Erf():誤差関数、FR:正しいボーラスの造影剤の流速、FT:試験ボーラスの造影剤の流速、tFR:FRに対する予測時点、tFT:FTに対する予測時点、tOR:FRに対する予測の開始時点、tOT:FTに対する予測の開始時点、t1−pN:プログラムもしくはプログラムモジュール、x:被観察位置。
1:コンピュータ断層撮影システム、2:X線管、3:検出器、4:システム軸線、5:ハウジング、6:移動可能な患者テーブル、7:患者、8:注入自動制御のための制御線、9:コンピュータユニット、10:データ・制御線、11:可制御注入ユニット、12:静脈穿刺手段、13:造影剤濃度の目標設定、14〜17:強調曲線、18:予測曲線、18+:曲線18の予測範囲の統計的上限、18−:曲線18の予測範囲の統計的下限、19,20:試験ボーラス投与の観察時間限界、A:試験ボーラス曲線の幅にほぼ間接的に比例する第1の関数定数、B:試験ボーラス曲線のピークにほぼ比例する第2の関数定数、b(x,t):時点tでの位置xにおけるボーラス濃度経過、C:試験ボーラス曲線下における面積に比例する第3の関数定数、c0:造影剤ボーラスの注入前の強調値、Erf():誤差関数、FR:正しいボーラスの造影剤の流速、FT:試験ボーラスの造影剤の流速、tFR:FRに対する予測時点、tFT:FTに対する予測時点、tOR:FRに対する予測の開始時点、tOT:FTに対する予測の開始時点、t1−pN:プログラムもしくはプログラムモジュール、x:被観察位置。
図1は本発明による方法により使用される有利なコンピュータ断層撮影システム1を示し、これは種々の変形が使用される。図示の場合、コンピュータ断層撮影システム1はX線管2とこれに対向する検出器3とを有し、これらはガントリ上に回転可能に配置されている。X線管2および検出器3の回転中に、患者7が患者テーブル6上でシステム軸線4に沿ってX線管2および検出器3を通過して移動されるので、患者に対して相対的にスパイラル走査が行なわれる。X線管2および検出器3は、データ・制御線10を介してコンピュータユニット9に接続されているハウジング5内にガントリと一緒に存在する。造影剤の注入のために制御線8を介してコンピュータユニット9によって注入器11が制御される。注入器11は、静脈穿刺手段12を介して患者へ造影剤を所望の流速でかつ所望の時点で注入する。
いわゆる試験ボーラスが注入されると、注入器11における造影剤の流速が図2に示されているように生じる。図2は時間軸tに対する流速FTを示す。試験ボーラスの注入が時点t0Tにおいて始まり、ハッチングで示されている矩形状経過を有する。
このような試験ボーラス注入と、試験ボーラス注入中に行なわれた試験走査とにより、試験ボーラス注入の後に続く体内での造影剤分布が決定される。
図3は、強調曲線、すなわち患者の被観察位置、例えば心臓の心房における造影剤の画像応答を示す。縦軸には、画像表示からの測定された強調値と相関関係にある濃度値CT(x)が取られている。検査された位置における時間的に変化する造影剤濃度の表示された曲線は、試験ボーラスの注入期間にほぼ相当する短い平坦域を有する典型的な急な立ち上がりを示すとともに、これに引き続く急な立ち下がりおよびこれに続く緩やかに終わる低い平坦域を示す。
このような造影剤投与の目標は、例えば心臓動脈の良好な表示を保証するために、コンピュータ断層撮影装置による断層撮影検査中に被観察範囲内に十分な造影剤濃度を得ることにある。従って、相応の表示を可能にする造影剤の定められた濃度が要求される。しかしながら、同時に濃度は高すぎてはならない。なぜならば、造影剤の不都合な生物学的作用はできるだけ少なくすべきであるからである。
検査間隔に相当する予め与えられた時間間隔中における造影剤濃度のこのような所望範囲13が、図4にハッチングされた矩形13として示されている。既知の試験ボーラスデータに基づいて、走査中における造影剤濃度の十分ではあるが高すぎない経過をもたらす正しい造影剤注入が行なわれるべきである。
模範的に図5に、本発明による方法によって見いだすことのできる流速FRに関する経過が示されている。
図6は、図2に相当する試験ボーラスの場合に心室範囲において予め見いだされるような時間tにわたるHU値としてプロットされた一連の測定点を示す。時間t0は試験ボーラス注入の開始t0Tに相当する。試験ボーラス注入により求められたHU値に加えて、破線からなる3つの曲線が示され、第1の急勾配の曲線14は注入個所から測定点への造影剤の直接伝達に相当する。すぐ次の小さいほうの曲線15は惰走するゆっくりした造影剤を示し、最後に曲線16は血液循環路における造影剤の再循環による影響を示す。曲線14〜16の加算は体内における全部で3つの作用の合算に相当し、被観察位置xにおいて実際に見いだされた濃度経過17に相当する。
今や、図6に示された試験ボーラス測定値および以前に示した算出方法に基づいて、予測された濃度値、もしくはここではHUユニットでの強調値が予め算出されるならば、図7に示されているような曲線18が生じる。曲線18の上にある曲線18+およびその下にある曲線18−はそれぞれ統計学的に予想される信頼範囲の限界を示す。線形数式が生理学的数式と結合されている有利な算出方法においては、ここでは垂直線19,20によって示されている試験ボーラスの測定の時間限界を越えても、予想される濃度値の予測をすることができるので、図7に示された表示において、時間限界20を越える予測値が生理学的モデルによって近似される。
図8には、中の空いた正方形として示された実際に求められた値と、理論的に予測された曲線18との比較が示されている。
本発明の前述の特徴は、その都度述べた組み合わせにおいてだけでなく、本発明の枠を逸脱することなく、他の組み合わせにおいてまたは単独で使用可能であることは明白である。
更に、本発明による方法は、コンピュータ断層撮影システムにおいてだけでなく、例えばNMR断層撮影システムにおいてまたはCアームX線システムとの結合で使用することもできる。
以上のとおり、本発明による方法によって、造影剤注入後における強調値の改善された予測が可能になり、それにより、帰納推論で、患者の体内における予め定められた位置での与えられたまたは所望の造影剤濃度に基づいて相応の造影剤注入が、とりわけその時間的経過が予め算出可能である。
1 コンピュータ断層撮影システム
2 X線管
3 検出器
4 システム軸線
5 ハウジング
6 移動可能な患者テーブル
7 患者
8 注入自動制御のための制御線
9 コンピュータユニット
10 データ・制御線
11 可制御注入ユニット
12 静脈穿刺手段
13 造影剤濃度の目標設定
14〜17 強調曲線
18 予測曲線
18+ 曲線18の予測範囲の統計的上限
18− 曲線18の予測範囲の統計的下限
19,20 試験ボーラス投与の観察時間限界
A 試験ボーラス曲線の幅にほぼ間接的に比例する第1の関数定数
B 試験ボーラス曲線のピークにほぼ比例する第2の関数定数
b(x,t) 位置xにおける時点tでのボーラス濃度経過
C 試験ボーラス曲線下における面積に比例する第3の関数定数
c0 造影剤ボーラスの注入前の強調値
Erf() 誤差関数
FR 正しいボーラス造影剤の流速
FT 試験ボーラスの造影剤の流速
tFR FRに対する予測時点
tFT FTに対する予測時点
t1−pN プログラムもしくはプログラムモジュール
x 被観察位置
2 X線管
3 検出器
4 システム軸線
5 ハウジング
6 移動可能な患者テーブル
7 患者
8 注入自動制御のための制御線
9 コンピュータユニット
10 データ・制御線
11 可制御注入ユニット
12 静脈穿刺手段
13 造影剤濃度の目標設定
14〜17 強調曲線
18 予測曲線
18+ 曲線18の予測範囲の統計的上限
18− 曲線18の予測範囲の統計的下限
19,20 試験ボーラス投与の観察時間限界
A 試験ボーラス曲線の幅にほぼ間接的に比例する第1の関数定数
B 試験ボーラス曲線のピークにほぼ比例する第2の関数定数
b(x,t) 位置xにおける時点tでのボーラス濃度経過
C 試験ボーラス曲線下における面積に比例する第3の関数定数
c0 造影剤ボーラスの注入前の強調値
Erf() 誤差関数
FR 正しいボーラス造影剤の流速
FT 試験ボーラスの造影剤の流速
tFR FRに対する予測時点
tFT FTに対する予測時点
t1−pN プログラムもしくはプログラムモジュール
x 被観察位置
Claims (7)
- 1.1 造影剤を有する定められた試験ボーラスが生体内に既知の注入流れ経過で注入され、
1.2 生体内の少なくとも1つの位置における造影剤の時間的濃度経過が、断層撮影法により、複数の測定時点を有する限定された時間間隔Zに亘って観察されて決定され、
1.3 造影剤の分布に関する得られた測定データから、原因および作用の線形数式により、他の造影剤投与の造影剤濃度の時間的経過が予測される生体内の造影剤流れの予測方法において、
1.4 生体の予め測定された複数の位置での少なくとも1つの位置における造影剤の時間的濃度経過c〜R(t)を予測するために、次の数1の計算式が用いられる
c〜R(t+t0T−nΔT−t'): 時点tから時点t+t0T−nΔT−t'までに変化した濃度(なお、「c〜」は「c」の上に「〜」が記載された符号を表す。)、
FT: 試験ボーラスの造影剤の流速、
b'R(t'): 投与された影剤ボーラスの経過の時間導関数、
t: 予測時点、
t': 積分変数)
ことを特徴とする生体内の造影剤流れの予測方法。 - 試験ボーラス注入からの測定値が存在しない時点を予測するために、造影剤濃度が生理学的な計算モデルに基づいて予測されることを特徴とする請求項1又は2記載の方法。
- 試験ボーラス注入からの測定値が存在しない時点を予測するために、
先ず、試験ボーラス注入後に測定された濃度経過が、次の数4の関数により近似され、
A: 試験ボーラス曲線の幅にほぼ間接的に比例する第1の関数定数、
B: 試験ボーラス曲線のピークにほぼ比例する第2の関数定数、
b(x,t): 位置xにおける時点tでのボーラス濃度経過、
C: 試験ボーラス曲線下における面積に比例する第3の関数定数、
c0: 造影剤ボーラスの注入前の強調値、
Erf(): 誤差関数、
FR: 正しいボーラスの造影剤の流速、
FT: 試験ボーラスの造影剤の流速、
tFR: 正しいボーラスの終了時点、
tFT: 試験ボーラスの終了時点、
t0R: 正しいボーラスの開始時点、
t0T: 試験ボーラスの開始時点、
x: 被観察位置、
Θ: ボーラス注入の始端および終端を記述するためのヘビサイド階段関数) - 線形モデルからの予測および生理学的モデルからの予測が存在する時点に対して、両予測値の平均値が用いられることを特徴とする請求項3乃至5の1つに記載の方法。
- 線形モデルからの予測および生理学的モデルからの予測が存在する時点に対して、両予測値の重み付けされた平均値が用いられることを特徴とする請求項3乃至5の1つに記載の方法。
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