JP2007512072A - Ｃｔカルシウムスコアリングにおける患者のｂｍｉの関数とする自動線量適合 - Google Patents

Abstract

Ｘ線診断スキャナ（１０）においてカルシウムスクリーニング検査を受ける患者の体重（２２）及び身長（２４）は、公式：ｍＡｓ＝Ｃ（ＢＩＭ）^２に従って、カルシウムスクリーニング検査のための管電流（ｍＡｓ）に関して適当なＸ線の線量を計算するのに用いられ、ここでＢＭＩは、ＢＭＩ＝患者の体重÷（患者の身長）^２と規定される患者のＢＭＩであり、Ｃは目標とする必須ノイズに従って設定される定数である。このやり方で、患者は、例えば２０ＨＵのような目標とするノイズを達成するに必要な最小の線量を用いてスキャンされることができる。これら画像は同じ目標とするノイズを持つ以前の（及び後続する）画像と比較される。

Description

本発明は診断撮像技術に関する。本発明は特に、ＣＴスキャナを用いたカルシウムスコアリング(calcium scoring)と一緒に利用するのに用いられ、それを特に参照して説明される。

冠動脈にカルシウムの沈着物が存在することが、アテローム性(atherosclerotic)冠動脈疾患に対するマーカーとして認識されてきた。危険にさらされている患者は、カルシウムの蓄積速度を注視し、ある薬剤のこの速度への影響を評価するために、カルシウムに対しスクリーニング（審査）される。各スクリーニングは、予め設定したしきい値、例えば１３０ＨＵより上にある組織がカルシウムであると仮定され、カルシウムスコアを発生させるために、区別した色を用いてマーキングされる診断画像を生成する。これら画像は、前の検査による画像と比較され、時間によるカルシウム堆積の変化を判断する。

繰り返されるカルシウムスコアリング検査は、電離放射線のかなりの累積量を送出する。問題は、特にスクリーニングの母集団における被験者における放射線の照射である。ＣＴ放射線の線量が各スキャンに対し患者毎に非常に低くても、この集団への追加の危険は、現実であり、分からないほど長期間影響がある。従って、放射線の線量を減少させようとしてきた。

カルシウムのスキャンは、例えば４０ｍＡｓ又は他の固定された小さな管電流を用いてＸ線管を駆動させるように、任意に設定した固定される低い線量で行われる。カルシウムスコアリング検査は、何人かの患者に対しては低い線量で良好である一方、他の患者に対して、前記検査は許容し難いほど高いノイズとなる。この高いノイズは、復元画像の多数のボクセルに、ノイズに影響するＨＵ(Hounsfield unit)レベルを持たせる。ノイズが各ピクセルのハンスフィールド値に付加される（減じる）ので、ノイズは前記しきい値より下にあるボクセルをこのしきい値より上に上昇させ、カルシウムとして生じさせる。他の実施例において、カルシウムに対応しているボクセルに生じるランダムノイズは、カルシウムのしきい値より下にあるボクセルのＨＵ値を動かすことができる。合意により、２０ＨＵのノイズは、許容可能なカルシウムスコアリング検査に必要なノイズであると判断されている。

低い線量（低いｍＡｓ）の診断画像において、比較的に小さな横方向の厚さを持つ被験者に対し良好なノイズ統計が達成され、より大きな横方向の厚さを持つ患者に対しては、高いノイズ統計が起こる。患者は３つのサイズのカテゴリー、つまり小型（横方向の厚さが３２ｃｍより小さい）、中型（横方向の厚さが３２から３８ｃｍ）及び大型（横方向の厚さが３８ｃｍより大きい）に分割されると提案される。この提案は、各サイズ範囲にいる患者に推奨される線量（ｍＡｓ）を設定するためにＣＴスキャナの製造業者が呼んでいる。この解決法は有利であるが、依然として２つの薄い範囲の上端より下の患者には必要以上の放射線を照射している。その上、横方向の厚さが３８ｃｍを大きく上回る患者に、２０ＨＵの最大ノイズレベル基準を達成するのに十分な高さの線量では放射されない。

本発明は、上に参照した問題及びその他を克服する新規且つ改良した解決法を提供する。

本発明の第１の態様に従って、診断画像装置が設けられる。Ｘ線管は、患者にＸ線ビームを照射する。線量制御部は、放射線の線量を制御するためにＸ線管電流のミリアンペアを制御する。線量プロセッサは、検査すべき患者の物理的パラメタに従って目標とする患者の最大線量を計算する。

本発明の他の態様によれば、診断撮像の方法が提供される。Ｘ線管の放射線の線量が検査すべき患者の物理的パラメタに従って設定される。患者のＸ線診断検査は、前記設定した放射線の線量を備えるＸ線ビームで行われる。

本発明のさらに限定される態様によれば、目標とする最大の放射線の線量は、患者のＢＭＩ(body mass index)の２乗に比例するＸ線管電流（ｍＡｓ）を用いて達成される。

本発明のある利点は、放射線の線量を最小にする一方、ノイズレベルを依然として予め設定したしきい値よりも下に維持していることである。

本発明の他の利点は、その簡易性及び実施容易性にある。

他の利点は、長期（年）にわたり取得した一連の画像において一定のノイズレベルを維持することにある。

本発明のさらに他の利点は、以下の詳細な説明を読み、理解することで当業者には明白となるであろう。

本発明は、様々な構成要素及びこれら構成要素の配列、並びに様々なステップ及びこれらステップの配列から行われる。図は好ましい実施例を説明することを単に目的とし、本発明を限定するとは考えない。

ＣＴスキャナ１０は、例えばファンビーム又はコーンビームのような放射線ビームを生成するＸ線管１２を含んでいる。この放射線は、検査領域にいる被験者の一部を通過した放射線を受信するためにＸ線源から検査領域１６の反対側に置かれた検出部アレイ１４により受信される。Ｘ線制御部１８は、検査領域１６にいる被験者に送出される放射線の線量を調節するＸ線管のミリアンペア（ｍＡｓ）値を制御する。

ユーザ入力装置２０は、従来あるように、患者の体重を入力する手段２２、患者の身長を入力する手段２４、並びに他の設定したスキャン制御パラメタ及び情報を入力する手段２６を含んでいる。これら入力手段は一般的に、キーボード、テンキー、タッチ式スクリーン等を含んでいる。目標とする必須ノイズメモリ２８は、目標とする必須ノイズレベルを記憶する。好ましい実施例において、この目標とする必須ノイズレベルは、固定されたままの予め設定した基準であるが、この基準が変化する場合、前記レベルは変化してもよい。代わりに、前記必須ノイズは、診療医が異なる目標とするノイズレベルを設定することを可能にするために、ユーザ入力手段を介して指定されてもよい。

線量設定プロセッサ３０は、ＢＭＩ(body mass index)を生成させるために、患者の身長を２乗するアルゴリズム又は手段３２、患者の体重をこの患者の身長の２乗で除算するアルゴリズム又は手段３４を含む。ＢＭＩは患者の体重を患者の身長の２乗で除算すると規定される。このＢＭＩはバッファ３６に記憶される。アルゴリズム又は手段３８は、前記ＢＭＩを２乗する。前記必須ノイズメモリ２８からの目標とする必須ノイズは、ルックアップテーブル４０にアクセスし、対応する定数を抽出する。体重がキログラムで入力され、身長がメートルで入力され、目標とする必須ノイズが２０ＨＵである好ましい実施例では、適切な定数は０．０５である。乗算アルゴリズム又は手段４２は、ＢＭＩの２乗を前記ｍＡｓ値を生成する定数で乗算し、これが対応するバッファ４４に記憶される。計算されたｍＡｓ値は、ミリアンペア（ｍＡｓ）の計算されたレベルを備える管電流を発生させるように前記Ｘ線管を制御する前記線量制御部１８に伝達される。

図２は、２０ＨＵの設定したノイズレベルにおける、ｍＡｓと２乗したＢＭＩとの間の関係をグラフで示したものである。この関係は、設定したノイズレベルに対する定数に等しい傾きを持つ線形関係である。２０ＨＵの目標とする最大ノイズに対しては、線形関係の傾きは０．０５である。より低いノイズに対しては、傾きはより急になり、より高いノイズに対しては、傾きは緩くなる。

線量のレベルが一度設定されると、ユーザ入力装置２０は、スキャン制御部５０にＣＴスキャンを起動させることを可能にする。放射線源１２は検査領域の周りを回転するので、復元プロセッサ５２は、前記検出部１４からの画像データを診断画像表現に復元する。しきい値処理手段又はアルゴリズム５４は、他の組織からカルシウムを区別するために、結果生じる診断画像を例えば１３０ＨＵでしきい値処理する。このしきい値処理されたカルシウム強調画像表現が画像メモリ５６に記憶される。ビデオプロセッサ５８は、モニタ６０に表示するためのカルシウム強調画像表現の選択した部分を引き抜いている。好ましくは、同じ被験者の１つ以上の以前のカルシウムスキャンがアーカイブ６２から抽出される。比較アルゴリズム又は手段６４は、前記メモリ５６からの最新のカルシウムスキャン画像表現をアーカイブされた画像表現と比較する。前記ビデオプロセッサは次いで、前記最新のカルシウムスキャン画像表現と選択した以前のカルシウムスキャン画像との間における差分画像をモニタに送出し、これら２つのスキャン画像の間におけるカルシウムの変化を示す表示を生成する。随意に、シネ(cine)画像プロセッサ６６は、歴代の且つ新規の画像をシネモードで逐次的に表示する。カルシウムスコア計算器６８は、現在の画像からカルシウムスコアを計算する。グラフ化手段又はプロセッサ７０は、カルシウムの蓄積を表すグラフ表示を生成するために、現在のカルシウムスコア及び前記アーカイブからの他のスコアを含む複数のカルシウムスコアを比較する。

本発明は、好ましい実施例を参照して説明されている。上述した詳細な説明を読み、そして理解することで、他の者に修正及び代替案が思いつくかもしれない。本発明は、上記修正及び代替案が付随する特許請求の範囲又はそれと同等なものの範囲内にある限りそれら全てを含むように構成されていることを意味する。

本発明による診断撮像システムの概略図である。 ２０ＨＵの設定したノイズレベルにおけるｍＡｓとＢＭＩとの間の関係を説明するグラフ。

Claims (19)

1. −患者にＸ線ビームを照射するＸ線管、
   −放射線の線量を制御するために、Ｘ線管電流のミリアンペア（ｍＡｓ）を制御する線量制御部、及び
   −照射されるべき前記患者の物理的パラメタに従って、目標とする患者の最大線量を計算する線量設定プロセッサ、
   を有するＸ線診断撮像装置。
2. 前記線量設定プロセッサは、前記Ｘ線管が
   ｍＡｓ＝Ｃ（患者の体重÷（患者の身長）^２）^２ （Ｃ：定数）
   に従って動作する前記ミリアンペアを計算する請求項１に記載の装置。
3. 前記患者の身長及び体重を入力するためのユーザ入力手段をさらに含んでいる請求項１に記載の装置。
4. 前記線量設定プロセッサは、前記ユーザ入力手段に接続され、当該入力手段から前記入力する体重及び身長を受信する請求項３に記載の装置において、前記線量設定プロセッサは、
   −前記患者の身長を２乗する手段、
   −前記患者のＢＭＩを計算するために、前記患者の体重を前記２乗した患者の身長で除算する手段、
   −前記ＢＭＩを２乗する手段、及び
   −前記２乗したＢＭＩを定数で乗算する手段
   を含んでいる装置。
5. −目標とする必須ノイズレベルを記憶する目標とする必須ノイズメモリ、及び
   −前記目標とする必須線量を前記乗算する手段が前記２乗したＢＭＩで乗算する前記定数に変換する手段
   をさらに含んでいる請求項４に記載の装置。
6. 前記線量設定プロセッサは、前記２乗した検査患者のＢＭＩに比例する管電流を生じさせるために、前記管を制御するように前記管制御部を制御する請求項１に記載の装置。
7. −Ｘ線スキャナからの検査データを画像表現に復元する復元プロセッサ、
   −カルシウム強調画像表現を生成するために、カルシウムに対し前記画像表現をしきい値処理するしきい値処理手段、
   −前記カルシウム強調画像表現を記憶する手段、及び
   −前記カルシウム強調画像表現を表示する手段
   をさらに含んでいる請求項６に記載の装置。
8. −検査すべき患者の物理的パラメタに従ってＸ線管の目標とする必須放射線の線量を設定するステップ、及び
   −前記設定した放射線の線量を備えるＸ線ビームを用いて前記患者のＸ線診断検査を行うステップ
   を含んでいる診断撮像方法。
9. 前記放射線の線量を設定するステップは、検査すべき前記患者の２乗したＢＭＩに比例する管電流をミリアンペアで計算するステップを含んでいる請求項８に記載の方法。
10. 前記患者の物理的パラメタは、検査される前記患者の身長及び体重を含んでいる請求項８に記載の方法。
11. −前記患者の身長を２乗するステップ、
    −ＢＭＩを生成するために、前記患者の体重を前記２乗した患者の身長で除算するステップ、
    −前記ＢＭＩを２乗するステップ、及び
    −前記Ｘ線管に対する管電流を計算するために、前記２乗したＢＭＩを定数で乗算するステップ
    をさらに含んでいる請求項１０に記載の方法。
12. 前記定数は、目標とする必須ノイズレベルに従って設定される請求項１１に記載の方法。
13. 前記目標とする必須ノイズは２０ＨＵであり、前記定数は０．０５である請求項１２に記載の方法。
14. 前記Ｘ線管の管電流を前記２乗したＢＭＩと前記定数との積に設定するステップをさらに含んでいる請求項１２に記載の方法。
15. 前記患者のパラメタは、患者のＢＭＩを含んでいる請求項１に記載の方法。
16. 前記管電流のミリアンペアでの前記Ｘ線管の線量は、前記２乗したＢＭＩに比例するように設定される請求項１５に記載の方法。
17. −前記診断検査の実行中に生成したデータから画像表現を復元するステップ、及び
    −カルシウム強調画像表現を生成するために、カルシウムしきい値を用いて前記復元した画像表現をしきい値処理するステップ
    をさらに含んでいる請求項１６に記載の方法。
18. 前記カルシウム強調画像表現を同じ前記患者の以前のカルシウム強調画像表現と比較するステップをさらに含んでいる請求項１７に記載の方法。
19. 現在の前記カルシウム強調画像表現の前記目標とするノイズレベルは、前記以前のカルシウム強調画像表現のノイズレベルと同じである請求項１８に記載の方法。

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