JP2008503253A - 病気の進行または治療効果を解析するために関心領域を複数の時点にわたってリンクさせるシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

関心領域を複数の時点にわたってリンクさせるためのシステムおよび方法が提供される。方法は、第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットをロードするステップ（２１０）と、第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットをレジストレーションするステップ（２２０）と、第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットを表示するステップ（２３０）と、第１の時点の画像データセット内の関心領域および第２の時点の画像データセット内の関心領域を選択するステップ（２４０）と、第１の時点の画像データセット内の関心領域および第２の時点の画像データセット内の関心領域をリンクさせるステップ（２５０）とを含む。

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、参照により本明細書に組み込まれる２００４年６月１８日に提出された米国仮特許出願第６０／５８１，１３６号の利益を主張する。

［発明の背景］
本発明は、医用画像解析に関し、特に、病気の進行または治療効果を解析するために関心領域（ＶＯＩ）を複数の時点にわたってリンク（ｌｉｎｋ）させるシステムおよび方法に関する。

単光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）および陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）を使用する機能的なイメージングは、様々な医学的疾患の診断において極めて有益である。しかしながら、ＳＰＥＣＴ画像およびＰＥＴ画像に関する解剖学的な定義における不確実性は、時として、それらの実用性を制限する。これを克服するため、身体の同じ領域の機能的ＳＰＥＣＴ画像およびＰＥＴ画像と、磁気共鳴画像（ＭＲＩ）およびＸ線コンピュータ断層撮影（ＣＴ）画像との統合画像が時として使用される。これは、検査、診断、および処置にとって非常に重要な相補的な解剖学的（ＭＲＩまたはＣＴ）および生理学的（ＳＰＥＣＴまたはＰＥＴ）な情報を与える。

機能的な身体画像および構造的な画像は、特定の医学的疾患の診断のために医師により使用される２つのタイプの医用画像である。機能的な身体画像はＳＰＥＣＴスキャンまたはＰＥＴスキャンから得られ、生理学的情報を与える。構造的な画像はＣＴまたはＭＲＩから得られ、身体の解剖学的マップを与える。異なる医用イメージング技術は、相補的で且つ時として相反する情報をスキャンに与える場合がある。例えば、画像アーカイブ通信システム（ＰＡＣＳ）を使用するそのような画像の統合（画像融合または画像レジストレーションによる）は、しばしば、別個の画像において明らかでない更なる臨床的情報をもたらすことができる。したがって、機能的画像の組に対して構造的な解剖学的骨組みを課すことにより、不十分な解剖学的内容が存在する場合であっても、その後の機能的画像中における腫瘍や他の病変の位置が決定される場合がある。

画像レジストレーションを用いて医用画像を重ね合わせる合成画像の構成は、主として、機能的画像と解剖学的画像との融合において使用されてきたが、それは、画像の一連の同じモダリティに対しても適用されてきた。この例は、追加検査対象における或いは正常な吸収特性を有する画像と疑わしい異常性を有する画像との比較における同じ被検者のＳＰＥＣＴ画像のレジストレーションである。また、ＳＰＥＣＴ画像およびＰＥＴ画像のレジストレーション、および、解剖アトラスを有するＳＰＥＣＴ画像およびＰＥＴ画像のレジストレーションは、ＳＰＥＣＴ放射性薬剤およびＰＥＴ放射性薬剤の比較吸収特性を評価し且つ吸収特性を解剖学的構造に関連付けるための重要な手段を与える。

マルチモード医用画像レジストレーションは、腫瘍および他の病気の早期検出および診断精度の向上に大きく役立ち得る視覚化ツールに急速になってきている。例えば、放射線科医は、しばしば、ＣＴおよびＭＲＩなどの構造的情報の助けを借りたとしても、ＣＴ画像およびＭＲＩ画像中の癌組織と周辺組織との間の低いコントラストに起因して、癌細胞を見つけて正確に特定することに困難を感じている。しかしながら、ＳＰＥＣＴおよび放射活性物質で標識したモノクローナル抗体を使用することにより、腫瘍中の抗体の濃度の高コントラスト画像を得ることができる。

このように、複数の医用イメージングシステムの出力と強度とを組み合わせることが益々望まれるようになっていている。しかしながら、異なるファイル構造の組み合わせ、その転送およびネットワーキング、複合画像のレジストレーションおよび視覚化に起因して、特定の欠点が存在する。例えば、そうようなシステムは、一般に、異なるモダリティからのデータセットの統合をあまり数多くサポートしない。また、多くのシステムは、腫瘍の変化を解析するための迅速で正確な手段を与えない。更に、多くのシステムは、異なる時点からの医用画像を位置合わせするための迅速な技術を与えない。例えば、腫瘍の変化を正確に解析するために、異なる時点で走査された同じモダリティの画像を比較することがしばしば必要である。

したがって、同じ或いは異なるモダリティを使用して異なる時間に取得された患者スキャンを医師が比較することができ、それにより、費用効率が高い効率的な態様で医師が良好な情報による診断、治療、および事後決定を行なうことができるようにする技術が必要である。

［発明の要約］
本発明は、病気の進行または治療効果を解析するために関心領域（ＶＯＩ）を複数の時点にわたってリンクさせるシステムおよび方法を提供することにより、既知の技術において直面する前述した問題および他の問題を解消する。

本発明の１つの実施形態において、関心領域を複数の時点にわたってリンクさせる方法は、第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットをロードするステップと、第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットをレジストレーションするステップと、第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットを表示するステップと、第１の時点の画像データセット内の関心領域および第２の時点の画像データセット内の関心領域を選択するステップと、第１の時点の画像データセット内の関心領域および第２の時点の画像データセット内の関心領域をリンクさせるステップとを含む。

第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットはそれぞれ、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）、単光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）、磁気共鳴（ＭＲ）、および超音波モダリティのうちの１つにより取得されたデータを含む。

第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットはそれぞれ、ＣＴ画像列およびＭＲ画像列、ＰＥＴ画像列およびＳＰＥＣＴ画像列、ＣＴ画像列とＰＥＴ画像列との統合画像列、ＭＲ画像列とＰＥＴ画像列との統合画像列、ＣＴ画像列とＳＰＥＣＴ画像列との統合画像列、ＭＲ画像列とＳＰＥＣＴ画像列との統合画像列、および超音波画像列のうちの１つの画像列を含む。

第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットにおける画像列はそれぞれ、治療前の検査対象、治療継続中の検査対象、および治療後の検査対象のうちの１つの検査対象のデータを含む。第１の画像データセットおよび第２の画像データセットは、自動レジストレーション、ランドマークを用いたレジストレーション、および視覚によるレジストレーションのうちの１つを使用してレジストレーションされる。

関心領域はユーザによって選択される。関心領域は、病変、腫瘍、および癌領域のうちの１つである。第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットが比較のために表示される。

本方法は、関心領域を定量化するステップを更に含み、前記定量化は、最小偏差、最大偏差、標準偏差、平均値、体積、平均、直径、面積、ピクセル数、および質量中心のうちの１つである。

本発明の他の実施形態において、関心領域（ＶＯＩ）を複数の時点にわたってリンクさせる方法は、第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットをロードするステップと、第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットをレジストレーションするステップと、第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットを表示するステップと、第１の時点の画像データセット内の関心領域を選択するステップと、関心領域を第１の時点の画像データセットから第２の時点の画像データセットへコピーするステップと、第１の時点の画像データセット内の関心領域および第２の時点の画像データセット内の関心領域をリンクさせるステップとを含む。

第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットはそれぞれ、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）、単光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）、磁気共鳴（ＭＲ）、および超音波モダリティのうちの１つにより取得されたデータを含む。

第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットはそれぞれ、ＣＴ画像列およびＭＲ画像列、ＰＥＴ画像列およびＳＰＥＣＴ画像列、ＣＴ画像列とＰＥＴ画像列との統合画像列、ＭＲ画像列とＰＥＴ画像列との統合画像列、ＣＴ画像列とＳＰＥＣＴ画像列との統合画像列、ＭＲ画像列とＳＰＥＣＴ画像列との統合画像列、および超音波画像列のうちの１つの画像列を含む。

第１の時点の画像データセット内の画像列および第２の時点の画像データセット内の画像列はそれぞれ、治療前の検査対象、治療継続中の検査対象、および治療後の検査対象のうちの１つの検査対象のデータを含む。

関心領域はユーザによって選択される。関心領域は、病変、腫瘍、および癌領域のうちの１つである。本方法は、関心領域を定量化するステップおよび関心領域の変化を検出するステップを更に含む。

本発明の更なる他の実施形態において、関心領域（ＶＯＩ）を複数の時点にわたってリンクさせるシステムは、プログラムを記憶するメモリ装置と、メモリ装置と通信し前記プログラムで動作するプロセッサとを含み、プロセッサは、第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットをロードし、第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットをレジストレーションし、第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットを表示し、第１の時点の画像データセット内の関心領域および第２の時点の画像データセット内の関心領域を識別し、第１の時点の画像データセット内の関心領域および第２の時点の画像データセット内の関心領域をリンクさせる。

第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットはそれぞれ、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）、単光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）、磁気共鳴（ＭＲ）、および超音波モダリティのうちの１つにより取得されたデータを含む。

本発明の一実施形態において、関心領域（ＶＯＩ）を複数の時点にわたってリンクさせるシステムは、プログラムを記憶するメモリ装置と、メモリ装置と通信し前記プログラムで動作するプロセッサとを含み、プロセッサは、第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットをロードし、第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットをレジストレーションし、第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットを表示し、第１の時点の画像データセット内の関心領域を識別し、この関心領域を第１の時点の画像データセットから第２の時点の画像データセットへコピーし、第１の時点の画像データセット内の関心領域および第２の時点の画像データセット内の関心領域をリンクさせ、第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットはそれぞれ、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）、単光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）、磁気共鳴（ＭＲ）、および超音波モダリティのうちの１つにより取得されたデータを含む。

以上の特徴は、代表的な実施形態を成しており、本発明の理解を助けるために与えられている。これらの実施形態が請求項によって規定される本発明を限定しようとするものではなく或いは請求項の等価物を限定しようとするものではないことは言うまでもない。したがって、この特徴の要約は、等価物を決定する際に方向を決定するものと見なされるべきではない。本発明の更なる特徴は、以下の説明、図面、請求項から明らかとなる。
［図面の説明］
図１は関心領域（ＶＯＩ）を複数の時点にわたってリンクさせるための本発明の典型的な実施形態に係るシステムのブロック図である。
図２はＶＯＩを複数の時点にわたってリンクさせるための本発明の典型的な実施形態に係る方法を示すフローチャートである。
図３は本発明の典型的な実施形態に係る、ロードされる１つの時点を選択するための患者ブラウザである。
図４は本発明の典型的な実施形態に係る、１つの時点を形成するための階層を示すチャートである。
図５は本発明の典型的な実施形態に係る、ロードするために複数の時点における有効および無効な画像列を示す画像列リストダイアログである。
図６Ａおよび図６Ｂは本発明の典型的な実施形態に係るユーザインタフェースを示す。
図７はＶＯＩを複数の時点にわたってリンクさせるための本発明の他の典型的な実施形態に係る方法を示すフローチャートである。
図８は本発明の典型的な実施形態に係る、ユーザインタフェースの表示領域上でのＶＯＩ等輪郭描写である。
図９は本発明の典型的な実施形態に係る、ユーザインタフェースの表示領域上での楕円輪郭を使用する自由形式の輪郭描写である。

［典型的な実施形態の詳細な説明］
本発明の典型的な実施形態は、２つ以上の検査対象を互いに比較できるようにするマルチモダリティ用途に関する。これは、一般に、最初の診断を処置後の追加走査と比較することにより行なわれる。例えば、本発明は、病気の進行および治療効果を評価するために１つまたは複数の追加検査が行なわれる癌検査のケースにおいて使用されてもよい。本発明は、病変、腫瘍、癌などを検出するために変化検出を使用できる医用モダリティに適用されてもよい。

例えば、本発明は、医用イメージングの以下の分野、すなわち、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）または磁気共鳴（ＭＲ）画像−陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）またはＣＴ−単光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）を使用して経時的に変化検出を行なうことによる治療効果監視、骨分割および病変検出を行なうことによる骨肉腫検出、潅流および分光法を使用する肝臓癌検出、潅流と分光法とを組み合わせて良性腫瘍または悪性腫瘍を特徴付ける乳癌検出、および海馬堆積などの脳構造の容量分析を行なうための半自動器具および自動器具を使用することによる神経学において使用されてもよい。

本発明と共に使用できるモダリティは、例えば、静的減衰補正（ＡＣ；attenuation corrected）ＰＥＴ、静的非減衰補正（ＮＡＣ；non-attenuation corrected）ＰＥＴおよび呼吸同期式ＰＥＴ、静的ＡＣ ＳＰＥＣＴまたは核医学（ＮＭ）および静的ＮＡＣ ＳＰＥＣＴまたはＮＭ、高分解能ＣＴ、低分解能ＣＴ、スパイラルＣＴおよび呼吸同期式ＣＴ、高分解能磁気共鳴（ＭＲ）、および超音波である。本発明は、ガントリタイトルのデータセットをロードしてもよい。また、本発明は、不均等に離間されたスライスまたは重なり合うスライスを含む画像列を受け入れることができる。

また、本発明は、ＰＥＴ／ＣＴスキャナにより取得された或いは別個の装置上で取得された１つの患者検査対象からの対応するレジストレーションされたＣＴデータセットと共に融合された静的ＡＣ ＰＥＴデータセットまたは静的ＮＡＣ ＰＥＴデータセットをロードしてもよい。また、ＳＰＥＴ／ＣＴスキャナにより取得された或いは別個の装置上で取得された１つの患者検査対象からの対応するレジストレーションされたＣＴデータセットと共に融合された静的ＡＣ ＳＰＥＣＴデータセットまたは静的ＮＡＣ ＳＰＥＣＴデータセットがロードされてもよい。更に、同じモダリティタイプの２つのシリーズがロードされて１つの時点内で融合表示されてもよい。例えば、本発明は、他のＣＴデータセットと共に融合された１つのＣＴデータセットを与えてもよい。これは、両方のデータセットが同じＣＴスキャンまたは異なる装置を介して取得された場合である。

図１は、本発明の典型的な実施形態に係る治療効果または病気の進行の解析のために複数の時点にわたって関心領域（ＶＯＩ）をリンクさせるシステム１００のブロック図である。

図１に示されるように、システム１００は、特に、幾つかの走査装置１０５ａ、ｂ．．．ｘと、コンピュータ１１０と、ネットワーク１２０を介して接続されたオペレータコンソール１１５とを含む。走査装置１０５ａ，ｂ．．．ｘは、それぞれ、ＭＲイメージング装置、ＣＴイメージング装置、ヘリカルＣＴ装置、ＰＥＴ装置、ＳＰＥＣＴ装置、ハイブリッドＰＥＴ−ＣＴ装置、ハイブリッドＳＰＥＣＴ−ＣＴ装置、２次元（２Ｄ）または３次元（３Ｄ）Ｘ線透視イメージング装置、２Ｄ，３Ｄまたは４次元（４Ｄ）超音波イメージング装置またはＸ線装置のうちの１つであってもよい。前述した走査装置に加えて、走査装置１０５ａ，ｂ．．．ｘのうちの１つまたは全ては、例えばＰＥＴモード、ＳＰＥＣＴモードまたはＭＲモードで走査でき或いは１つのハイブリッド装置からＰＥＴスキャンおよびＣＴスキャンを形成できる多様なまたはハイブリッドな走査装置であってもよい。

ポータブルコンピュータまたはラップトップコンピュータ、携帯端末（ＰＤＡ）などであってもよいコンピュータ１１０は、入力装置１５０および出力装置１５５に接続される中央処理ユニット（ＣＰＵ）１２５およびメモリ１３０を含む。ＣＰＵ１２５は、病気の進行または治療効果の解析のために複数の時点にわたってＶＯＩをリンクさせるための１つ又は複数の方法を含むＶＯＩリンクモジュール１４５を含む。

メモリ１３０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１３５と、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１４０とを含む。また、メモリ１３０としては、データベース、ＣＤ、ＤＶＤ、ディスクドライブなど、或いはこれらの組み合わせを挙げることもできる。ＲＡＭ１３５は、ＣＰＵ１２５内でのプログラムの実行中に使用されるデータを記憶するデータメモリとして機能するとともに、作業領域として使用される。ＲＯＭ１４０は、ＣＰＵ１２５で実行されるプログラムを記憶するためのプログラムメモリとして機能する。入力１５０は、キーボードやマウスなどにより構成され、また、出力装置１５５は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイまたはプリンタによって構成される。

システム１００の動作は、例えばキーボードなどのコントローラ１６５と例えばＣＲＴディスプレイなどのディスプレイ１６０とを含むオペレータコンソール１１５から制御される。オペレータコンソール１１５はコンピュータ１１０および走査装置１０５と通信し、それにより、走査装置１０５ａ，ｂ．．．ｘにより収集される２Ｄ画像データを、コンピュータ１１０により３Ｄデータ中へレンダリングすることができるとともに、ディスプレイ１６０上で見ることができる。コンピュータ１１０は、コントローラ１６５およびディスプレイ１６０により行なわれる特定のタスクを実行するために、オペレータコンソール１１５が無いときは、例えば入力装置１５０および出力装置１５５を使用して走査装置１０５ａ，ｂ．．．ｘにより与えられる情報を操作して表示するように構成できることは言うまでもない。

オペレータコンソール１１５は、２Ｄおよび／または３Ｄ画像を作成してディスプレイ１６０上に表示するために取得された画像データセット（または、その一部）のデジタル画像データを処理することができる任意の適切な画像レンダリングシステム／ツール／アプリケーションを更に含む。より具体的には、画像レンダリングシステムは、医用画像データの２Ｄ／３Ｄレンダリングおよび視覚化を行ない且つ汎用または専用のコンピュータワークステーションにより実行するアプリケーションであってもよい。また、コンピュータ１１０は、２Ｄおよび／または３Ｄ画像を作成して表示するために取得された画像データセットのデジタル画像データを処理する画像レンダリングシステム／ツール／アプリケーションを含んでもよい。

図１に示されるように、ＶＯＩリンクモジュール１４５は、前述したように生画像データ、２Ｄ再構成データ（例えばアキシャルスライス）、または、ボリューム画像データまたは多断面再構成（ＭＰＲ）などの３Ｄ再構成データまたはそのようなフォーマットの任意の組み合わせの形態を成すデジタル医用画像データを受信して処理するためにコンピュータ１１０によって使用されてもよい。データ処理結果は、器官または解剖学的構造のセグメンテーション、色または強度変化などのデータ処理結果にしたがって画像データの２Ｄおよび／または３Ｄレンダリングを作成するために、コンピュータ１１０からネットワーク１２０を介してオペレータコンソール１１５内の画像レンダリングシステムへ出力することができる。

図２は、複数の時点にわたって関心領域（ＶＯＩ）をリンクさせるための本発明の典型的な実施形態に係る方法を示すフローチャートである。図２に示されるように、ユーザは、図３の患者ブラウザ３００を介して複数の時点をロードする（２１０）。これは、第１の時点の画像データセットを選択することにより達成される。第１の時点の画像データセットは、画像列の以下の組み合わせ、すなわち、単一ＣＴ画像列、単一ＰＥＴ画像列、単一ＳＰＥＣＴ画像列、同じ検査対象からまたは異なる検査対象からのＣＴ画像列とＰＥＴ画像列との統合画像列、同じ検査対象からまたは異なる検査対象からのＣＴ画像列とＳＰＥＣＴ画像列との統合画像列を含んでもよい。単一の時点における典型的なデータセットの統合は、以下の表１に記載されている。

第１の時点の画像データセットおよびその後の時点の画像データセットは、治療前検査対象、治療中検査対象または治療後検査対象からのものであってもよい。また、第１の時点およびその後の時点の両方に同じ画像列を１つの画像列として含ませることができる。例えば、図４に示されるサンプル患者階層においては、高分解能ＣＴ画像列とＰＥＴ ＡＣ画像列とを統合して第１の時点を形成することができ、また、高分解能ＣＴ画像列とＰＥＴ ＮＡＣ画像列とを総合して第２の時点を形成することができる。すなわち、単一の時点が第１の時点および第２の時点に寄与することができる。

第１の時点の画像データセットを選択した後、画像データセットがロードされる。画像データセットは、以下の方法で、すなわち、選択された画像データを患者ブラウザ３００から表示領域上へドラグアンドドロップし、患者ブラウザ３００上の拡張ボタンをクリックし、患者ブラウザ３００上の関連データをダブルクリックすることにより、ロードすることができる。例えば、ユーザは、患者ブラウザ３００内で関連する選択を行なうことができるとともに、ローディング用のボタンをクリックすることができる。患者ブラウザ３００におけるデータの選択レベルは、画像列、検査対象にあってもよく、または、患者レベルにあってもよい。

等間隔でないスライス或いは重なり合うスライスを含む画像列をロードすることもできる。また、マルチフレーム画像およびＮＭ ＲＥＣＯＮ ＴＯＭＯ（例えば、単一画像内の多くのフレームとしてのボリューム）などの異なるタイプのＮＭ画像をロードすることができる。更に、スパイラルＣＴスキャンデータをロードすることができる。そのようなデータがロードされると、そのデータは、画像ヘッダ情報を使用して認証される。したがって、単一の時点および複数の時点における異なる患者ヘッダ情報を含む検査対象がローディングのために選択されると、警告ダイアログがポップアップして、患者ＩＤが異なっていることをユーザに知らせてもよく、したがって画像列をロードするための正しい方法を知らせてもよい。また、警告ダイアログは、患者ＩＤを変更するようにユーザに促すために使用されてもよい。データの有効性が確認された後、画像列に基づいてボリュームが構成される。

第１の時点の画像データセットがロードされると、第２の時点の画像データセットが選択されてもよい。第２の時点の画像データセットは、第１の時点の画像データセットと同様に選択されてもよい。また、第２の時点は、第１の時点の前述した画像列のうちの１つであってもよい。ローディングのために第２の時点を選択した後、第２の時点がロードされる。この場合も同様に、第２の時点は、第１の時点をロードするための前述した技術のうちの１つを使用してロードされる。

第２の時点をロードすると、第２の時点が複数時点ローディングにとって有効なデータセットの統合であるかどうか、そして、その後、ソートされるかどうかが決定される。複数時点ローディングにとって有効なデータセットの統合のリストが以下の表２に示されている。

表２に示されるように、例えば、ＳＰＥＣＴ ＡＣデータセット単独またはＮＡＣデータセット付きＳＰＥＣＴ ＡＣデータセットを含む第１の時点が既にロードされる場合、第１の時点からのＳＰＥＣＴ ＮＡＣデータセット、ＳＰＥＣＴ ＡＣデータセット単独またはＮＡＣデータセット付きＳＰＥＣＴ ＡＣデータセット、およびＳＰＥＣＴ ＡＣデータセット単独またはＮＡＣデータセット付きＳＰＥＣＴ ＡＣデータセット、および、ＣＴデータセット、のうちの任意の１つが第２の時点としてロードされてもよい。しかしながら、第２の時点がローディングにとって有効なデータセット統合のうちの１つではない場合、ローディングにとって有効なデータセット統合をユーザに知らせる図５の画像列ダイアログ５００が表示されてもよい。

表２に更に示されるように、ＰＥＴまたはＳＰＥＣＴ ＡＣおよびＮＡＣデータデットは別個に示されていない。これは、ユーザがＰＥＴ ＡＣデータセットを選択してロードするときにはいつでもＰＥＴ ＡＣデータセットが表示されると仮定されているからである。同様に、ユーザがＰＥＴ ＮＡＣデータセットを選択してロードすると、ＰＥＴ ＮＡＣデータセットがＣＴデータセットと共にロードされて表示される。このとき、ユーザは、ＰＥＴ ＡＣデータセットとＰＥＴ ＮＡＣデータセットとの間で切り換えることができる。同じ機能がＳＰＥＣＴ ＡＣデータセットおよびＮＡＣデータセットにおいても当てはまる。

第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットがロードされた後、これらのデータセットはレジストレーションされる（２２０）。レジストレーションは、医用画像データを位置合わせするプロセスである。すなわち、レジストレーションは、異なるモダリティによって作成された或いは１つのモダリティによって異なる時刻に作成された２つの入力画像列を位置合わせするために使用される手続きである。レジストレーション中、２つのデータセットを位置合わせするために、一方のデータセットが例えば不変位置で固定され、他方のデータセットが変換され、例えば翻訳され、回転され、スケーリングされる。また、固定されたデータセットは基準ボリュームと称されてもよく、また、変換されるデータセットはモデルボリュームと称されてもよい。したがって、モデルボリュームが基準ボリュームの解剖学的構造と一致するように幾何学的な変換が行なわれる。

ステップ２２０においては、幾つかのレジストレーション方法／アルゴリズムが使用されてもよい。それらは、例えば、自動レジストレーション／相互情報レジストレーション（例えば、自動レジストレーション）、ランドマークを用いたレジストレーションおよび視覚による位置合わせ（例えば手動マッチング）であってもよい。

自動レジストレーションは、相互情報または正規化された相互情報に基づいて完全に自動化されたマッチングアルゴリズムである。しかしながら、自動レジストレーションを開始する前に、ユーザは、自動レジストレーションの性能を向上させるために視覚による位置合わせを行なうことができる。また、レジストレーションは、ステップ２１０において複数の時点をロードしながら行なうこともできる。

自動レジストレーションは、第１の時点の第１の画像データセットの第１の画像列を第１の時点の第１の画像データセットの第２の画像列にレジストレーションするステップと、第１の時点の第１の画像データセットの第１の画像列を第２の時点の第２の画像データセットの第１の画像列にレジストレーションするステップと、第２の時点の第２の画像データセットの第１の時間画像列を第２の時点の第２の画像データセットの第２の画像列にレジストレーションするステップとを含む。

例えば、２つのＣＴ−ＰＥＴスキャンがロードされると、ＣＴ−ＰＥＴスキャンのレジストレーションが第１の時点および第２の時点の両方において順々に始まる。ＣＴ−ＰＥＴレジストレーションが完了すると、第１の時点および第２の時点にわたって２つのＣＴ検査対象を一致させるためにレジストレーションが開始される。自動レジストレーションが行なわれる間、レジストレーションの進行をアルファ混合画像（例えば融合画像）で視覚化することができる。自動レジストレーションの現在の進行を示す進行テキストが表示されてもよい。

ランドマークを用いたレジストレーションは、両方の画像列内の同音位置における既知のマークの識別である。その識別から、アルゴリズムがレジストレーションを計算する。視覚による位置合わせは融合データセットに関して行なわれる。ここで、基準画像列は固定されたままであり、また、例えば視覚による位置合わせ制御を使用して、モデル画像列を翻訳し／回転させて、基準画像との位置合わせを行なうことができる。

第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットをレジストレーションした後、これらの画像データセットが表示される（２３０）。これらの画像データセットは、例えば図６Ａのユーザインタフェース６００の表示領域上に表示されてもよい。第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットはロードされると直ぐに表示できることは言うまでもない。また、第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットはレジストレーションされるときに表示されてもよい。

第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットが表示されると、ユーザは、各時点におけるＶＯＩを描いてもよい（２４０）。これは、ユーザがユーザインタフェース６００の制御領域６２０内の輪郭ペイン６３０のツール領域６４０から１つのツールを選択することにより行なわれてもよい。このツールは、例えば、楕円対象物を形成するための楕円ツール、または、等積対象物を形成するための自由形式の等輪郭ツールであってもよい。この場合、ツールは、表示領域６１０内に表示された画像中の例えば病変の周囲に境界線を引くために使用されてもよい。ＶＯＩは、病変の周囲に引かれた２Ｄ輪郭を利用してそれらをボリューム中の病変を表す３Ｄの不規則な立体に変換することにより形成される。

各時点でＶＯＩが描かれた後、複数の時点がリンクされてもよい（２５０）。複数の時点は、一方の時点から他方の時点へ輪郭を自動的にコピーすることによって、あるいは、ユーザが特定の輪郭を選択し且つ選択された輪郭を一方の時点から他方の時点へコピーするためのボタンをクリックすることによってリンクされる。ＶＯＩは、画像データセットがレジストレーションされると有効なレジストレーション結果が利用可能となるので、リンクされる。また、輪郭をコピーすると、レジストレーション結果を使用する変換を適用することにより目標ボクセル座標が決定される。また、前記表２に示される複数時点ローディングにとって有効なデータセットの統合は、複数の時点にわたってＶＯＩをリンクさせるために使用されてもよい。複数の時点にわたってＶＯＩがリンクされると、これらのＶＯＩは、例えば病変サイズの変化を追跡するために或いは比較情報を作成するために医者によって使用されてもよい。

他のリンキング実施形態において、ユーザは、第２の時点のＶＯＩに関してスマート選択を行ない、その後、他の時点にリンクさせるためのオプションを選択してもよい。その後、ユーザは、第１の時点のＶＯＩに関してスマート選択を行なって、リンクを受け入れるためのオプションを選択してもよい。その後、２つのＶＯＩがリンクされる。画像データセットがレジストレーションされるため、ユーザが空間的に一致しない場所でＶＯＩをリンクさせようとする場合には、空間的な違いに関連する閾値を越えたことを知らせる警告メッセージが与えられてもよい。リンクの除去に関連するユーザインタフェース６００の制御領域６２０上のボタンを単に選択することにより、リンクされたＶＯＩがアンリンクされてもよいことは言うまでもない。

複数の時点にわたってＶＯＩをリンクさせる１つの例が図６Ａおよび図６Ｂのユーザインタフェース６００上に示されている。図６Ａに示されるように、表示領域６１０は、幾つかの領域、すなわち、第１のアキシャルまたはトランスアキシャル表示領域６１０ａと、コロナル表示領域６１０ｂと、第２のアキシャルまたはトランスアキシャル表示領域６１０ｃと、融合表示領域６１０ｄとに分割されている。第１のアキシャル表示領域６１０ａは、２つの潜在的な癌病変６５０ａ，６５０ｂを含む画像融合でレンダリングされたＣＴおよびＰＥＴデータの画像６５０を含む。潜在的な癌病変６５０ａ，６５０ｂの周囲を２つの円形の境界線６６０ａ，６６０ｂが取り囲んでいる。２つの円形の境界線６６０ａ，６６０ｂは、輪郭ペイン６３０のツール領域６４０から１つのツールをユーザが使用することにより描かれたＶＯＩである。

図６Ａに更に示されるように、第２のアキシャル表示領域６５０ｃは、２つの円形の境界線６９０ａ，６９０ｂによって取り囲まれた２つの潜在的な癌病変６８０ａ，６８０ｂを含む画像６７０を示している。画像６７０は、それが他の時点からのものである点を除き、画像６５０に示された画像融合でレンダリングされたＣＴおよびＰＥＴデータの画像である。第１のアキシャル表示領域６１０ａに戻って参照すると、ユーザは、２つの円形の境界線またはＶＯＩ６６０ａ，６６０ｂを円形の境界線またはＶＯＩ６９０ａ，６９０ｂとリンクさせる過程にある。これは、制御領域６２０のツールを使用して２つのＶＯＩ６９０ａ，６９０ｂとリンクさせるための２つのＶＯＩ６６０ａ，６６０ｂを選択することにより達成される。２つのＶＯＩ６９０ａ，６９０ｂとリンクさせるために２つのＶＯＩ６６０ａ，６６０ｂが選択されたら、ユーザは、図６Ｂの第２のアキシャル表示領域６１０ｃに示されるようにリンクを受け入れてもよい。

図７は、複数の時点にわたってＶＯＩをリンクさせるための本発明の他の典型的な実施形態に係る方法を示すフローチャートである。図７に示されるように、複数の時点がロードされる（７１０）。複数の時点は図２のステップ２１０に関して前述したようにロードされる。その後、複数の時点がレジストレーションされて（７２０）表示される（７３０）。これらのステップは、図２のステップ２２０，２３０にしたがって行なわれてもよい。ロードされた時点に関連する画像が表示された後、ユーザは、複数の時点のうちの１つの時点のＶＯＩを描いてもよい（７４０）。これは、ユーザがユーザインタフェース６００のツール領域６４０から１つのツールを選択し且つ例えば表示される画像中の病変の周囲に境界線を描くことにより行なわれてもよい。

表示領域８００の３×３レイアウトの等輪郭描写を使用して病変の周囲にＶＯＩを描く１つの例が図８に示されている。特に、図８は、画像および融合画像の異なるモダリティで示された等輪郭対象物を示している。ユーザが例えばＰＥＴ画像に関してＶＯＩを描くと、ＶＯＩは、ＰＥＴ画像とＣＴ画像との間でレジストレーション結果を使用する変換を適用することにより得られる適切なボクセル座標で自動的にＣＴ画像上にコピーされる。また、ＶＯＩが融合画像上に表示されてもよい。図２のステップ２４０に関して前述した楕円ツールまたは自由形式の等輪郭ツールを使用することに加えて、ユーザは、自由形式のＶＯＩツールを使用して病変の周囲に境界線を手で描いてもよい。表示領域９００の２×２レイアウトの楕円輪郭を使用する自由形式の輪郭描写の一例が図９に示されている。

複数の時点のうちの１つの時点でＶＯＩが描かれると、ユーザは、ＶＯＩを他の時点へコピーしてもよい（７５０）。これは、ユーザがＶＯＩを選択し且つ選択されたＶＯＩの他の時点に対するコピーに関連するユーザインタフェース６００のツール領域６４０のボタンをクリックすることにより行なわれる。例えば、ユーザは、第１の時点のＶＯＩを選択してコピーボタンをクリックしてもよい。選択されたＶＯＩは、その後、適切なボクセル座標で第２の時点上にコピーされる。画像データセットがこの時点でレジストレーションされると考えられるため、ボクセル座標が一致することは言うまでもない。ＶＯＩがコピーされると、ＶＯＩは、図２のステップ２５０において前述した技術を使用して自動的にリンクされる（７６０）。

ステップ７５０においてユーザによって描かれたＶＯＩまたは輪郭を次のまたは前の画像スライスにコピーできることは言うまでもない。これは、描かれた輪郭を現在のスライスの次の或いは前のスライスの同じ２Ｄ点上にコピーする。コピーされた輪郭は、ユーザインタフェース６００のツール領域６３０のナッジツールを使用して病変スポットに適切に結び付けるために押しやられてもよい。また、ステップ７５０において全てのＶＯＩが１つの時点から他の時点へコピーされてもよいことは言うまでもない。例えば、ユーザは、ユーザインタフェース６００の制御領域６２０内の時点アイコンをクリックすることにより１つの時点を選択してもよい。その後、ユーザは、コピーボタンをクリックしてもよい。これにより、第１の時点における全てのＶＯＩが、第１の時点におけるそれらの対応するボクセル座標でコピーされる。そして、ＶＯＩがリンクされる。

ＶＯＩが複数の時点にわたってリンクされた後、それに関連する比較情報の変化および作成の監視が可能になる。例えば、２つのＶＯＩ間の平均値の比率を計算することができる。また、病変−背景比率または病変−基準比率を計算することができる。ＶＯＩが定量化されてもよい。例えば、ＶＯＩを定量化する場合、ユーザは、病変上にマークされた任意のＶＯＩを選択して、それに関連する特定の定量化パラメータを知ってもよい。定量化パラメータは、ＶＯＩの最小値、最大値、標準偏差、平均値、体積、および平均であってもよい。

ディスプレイの領域内のセグメントおよびＶＯＩがリンクされることに加え、本発明にしたがって様々な操作をリンクさせることができることは言うまでもない。例えば、ズーム操作およびパン操作を複数の時点にわたってリンクさせることができ、画像スライスを通じたスクローリングおよび方向変化を複数の時点にわたってリンクすることができる。また、様々な画像平面間での１つの画像平面の同期観察、マスキング操作、および混合操作を複数の時点にわたってリンクさせることができる。

本発明の典型的な実施形態において、医師は、２つの異なる時点（例えば、治療前および治療後）からの患者スキャンを効率的に比較することができる。異なる時刻に取得された検査対象からのＰＥＴ画像／ＣＴ画像またはＳＰＥＣＴ−ＣＴ画像を自動的にレジストレーションして表示することにより、本発明は、良好な情報に基づく診断、治療、および追加決定を行なう際に医師を支援する。例えば、本発明は、機能的なＰＥＴ画像またはＳＰＥＣＴ画像と融合されるボリュームレンダリングされたＣＴ画像の表示を与える。また、病変内において標準取り込み値（ＳＵＶ）を計算することにより、ＶＯＩを描くことができる。また、ＶＯＩを１つの検査対象から比較検査対象の適切なボクセル座標へコピーすることができる

また、添付図面に示された構成システムコンポーネントおよび方法ステップの一部はソフトウェアで実施されてもよいため、システムコンポーネント（または、プロセスステップ）間の実際の接続は、本発明がプログラムされる形態に応じて異なってもよいことは言うまでもない。本明細書に与えられた本発明の教示内容を考慮すると、当業者は、本発明のこれらの実施および同様の実施または構造を意図することができる。

また、先の説明が単に例示的な実施形態を示すものであることは言うまでもない。読者の便宜のため、先の説明は、可能な実施形態の代表的なサンプル、本発明の原理を例示するサンプルに焦点を合わせてきた。以上の説明は、全ての可能な変形を余すところなく列挙しようとするものではない。本発明の特定の部分に関して他の実施形態が与えられなくてもよく、あるいは、その更なる省略した代替案は、１つの部分において利用できてもよく、これらの他の実施形態の放棄と見なされるべきではない。本発明の思想および範囲から逸脱することなく、他の用途および実施形態を実施することができる。

したがって、発明的でない置き換えを含む先の実施の多くの置換および組み合わせを作ることができるため、本発明は具体的に記載された実施形態に限定されるものではなく、本発明は請求項にしたがって規定されるものである。これらの多くの省略した実施形態も請求項の文字通りの範囲内に入り、他も等価であることは言うまでもない。

関心領域（ＶＯＩ）を複数の時点にわたってリンクさせるための本発明の典型的な実施形態に係るシステムのブロック図 ＶＯＩを複数の時点にわたってリンクさせるための本発明の典型的な実施形態に係る方法を示すフローチャート 本発明の典型的な実施形態に係る、ロードされる１つの時点を選択するための患者ブラウザを示す図 本発明の典型的な実施形態に係る、１つの時点を形成するための階層を示すチャート 本発明の典型的な実施形態に係る、ロードするために複数の時点における有効および無効な画像列を示す画像列リストダイアログを示す図 本発明の典型的な実施形態に係るユーザインタフェースを示す図 本発明の典型的な実施形態に係るユーザインタフェースを示す図 ＶＯＩを複数の時点にわたってリンクさせるための本発明の他の典型的な実施形態に係る方法を示すフローチャート 本発明の典型的な実施形態に係る、ユーザインタフェースの表示領域上でのＶＯＩ等輪郭描写を示す図 本発明の典型的な実施形態に係る、ユーザインタフェースの表示領域上での楕円輪郭を使用する自由形式の輪郭描写を示す図

符号の説明

５００ 画像列ダイアログ
６００ ユーザインタフェース
６１０ 表示領域
６１０ａ 第１のアキシャルまたはトランスアキシャル表示領域
６１０ｂ コロナル表示領域
６１０ｃ 第２のアキシャルまたはトランスアキシャル表示領域
６１０ｄ 融合表示領域
６３０ 輪郭ペイン
６４０ ツール領域
６５０ 画像

Claims (20)

1. 関心領域を複数の時点にわたってリンクさせる方法において、
   第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットをロードするステップと、
   第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットをレジストレーションするステップと、
   第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットを表示するステップと、
   第１の時点の画像データセット内の関心領域および第２の時点の画像データセット内の関心領域を選択するステップと、
   第１の時点の画像データセット内の関心領域および第２の時点の画像データセット内の関心領域をリンクさせるステップと
   を含むことを特徴とする関心領域を複数の時点にわたってリンクさせる方法。
2. 第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットはそれぞれ、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）、単光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）、磁気共鳴（ＭＲ）、および超音波モダリティのうちの１つにより取得されたデータを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットはそれぞれ、ＣＴ画像列およびＭＲ画像列、ＰＥＴ画像列およびＳＰＥＣＴ画像列、ＣＴ画像列とＳＰＥＣＴ画像列との統合画像列、ＭＲ画像列とＰＥＴ画像列との統合画像列、ＣＴ画像列とＳＰＥＣＴ画像列との統合画像列、ＭＲ画像列とＳＰＥＣＴ画像列との統合画像列、超音波画像列のうちの１つの画像列を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 第１の時点の画像データセットの画像列および第２の時点の画像データセットの画像列はそれぞれ、治療前の検査対象、治療継続中の検査対象、および治療後の検査対象のうちの１つの検査対象のデータを含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 第１の画像データセットおよび第２の画像データセットは、自動レジストレーション、ランドマークを用いたレジストレーション、および視覚によるレジストレーションのうちの１つを使用してレジストレーションされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 関心領域がユーザによって選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 関心領域は、病変、腫瘍、および癌領域のうちの１つであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットが比較のために表示されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 関心領域を定量化するステップを更に含み、定量化は、最小偏差、最大偏差、標準偏差、平均値、体積、平均、直径、面積、ピクセル数、および質量中心のうちの１つであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 関心領域を複数の時点にわたってリンクさせる方法において、
    第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットをロードするステップと、
    第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットをレジストレーションするステップと、
    第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットを表示するステップと、
    第１の時点の画像データセット内の関心領域を選択するステップと、
    関心領域を第１の時点の画像データセットから第２の時点の画像データセットへコピーするステップと、
    第１の時点の画像データセット内の関心領域および第２の時点の画像データセット内の関心領域をリンクさせるステップと
    を含むことを特徴とする関心領域を複数の時点にわたってリンクさせる方法。
11. 第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットはそれぞれ、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）、単光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）、磁気共鳴（ＭＲ）、および超音波モダリティのうちの１つにより取得されたデータを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットはそれぞれ、ＣＴ画像列およびＭＲ画像列、ＰＥＴ画像列およびＳＰＥＣＴ画像列、ＣＴ画像列とＰＥＴ画像列との統合画像列、ＭＲ画像列とＰＥＴ画像列との統合画像列、ＣＴ画像列とＳＰＥＣＴ画像列との統合画像列、ＭＲ画像列とＳＰＥＣＴ画像列との統合画像列、および超音波画像列のうちの１つの画像列を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 第１の時点の画像データセットの画像列および第２の時点の画像データセットの画像列はそれぞれ、治療前の検査対象、治療継続中の検査対象、および治療後の検査対象のうちの１の検査対象のデータを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 関心領域がユーザによって選択されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
15. 関心領域は、病変、腫瘍、および癌領域のうちの１つであることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
16. 関心領域を定量化するステップを更に含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
17. 関心領域の変化を検出するステップを更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 関心領域を複数の時点にわたってリンクさせるシステムにおいて、
    プログラムを記憶するメモリ装置と、メモリ装置と通信し前記プログラムで動作するプロセッサとを含み、プロセッサは、
    第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットをロードし、
    第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットをレジストレーションし、
    第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットを表示し、
    第１の時点の画像データセット内の関心領域および第２の時点の画像データセット内の関心領域を識別し、
    第１の時点の画像データセット内の関心領域および第２の時点の画像データセット内の関心領域をリンクさせる
    ことを特徴とする関心領域を複数の時点にわたってリンクさせるシステム。
19. 第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットはそれぞれ、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）、単光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）、磁気共鳴（ＭＲ）、および超音波モダリティのうちの１つにより取得されたデータを含むことを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
20. 関心領域を複数の時点にわたってリンクさせるシステムにおいて、
    プログラムを記憶するメモリ装置と、メモリ装置と通信し前記プログラムで動作するプロセッサとを含み、プロセッサは、
    第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットをロードし、
    第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットをレジストレーションし、
    第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットを表示し、
    第１の時点の画像データセット内の関心領域を識別し、
    関心領域を第１の時点の画像データセットから第２の時点の画像データセットへコピーし、
    第１の時点の画像データセット内の関心領域および第２の時点の画像データセット内の関心領域をリンクさせ、
    第１の時点の画像データセットおよび第２の時点の画像データセットはそれぞれ、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）、単光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）、磁気共鳴（ＭＲ）、および超音波モダリティのうちの１つにより取得されたデータを含む
    ことを特徴とする関心領域を複数の時点にわたってリンクさせるシステム。

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