JP2008503259A

JP2008503259A - 病気の進行または治療効果を解析するために複数の時点をロードするシステムおよび方法

Info

Publication number: JP2008503259A
Application number: JP2007516711A
Authority: JP
Inventors: ラグハヴァンラママーシー、ヴェンカト; クリシュナン、アルン; ベルディンガー、クリスチアン; ゾルトナー、ユルゲン; マミン、マクシム; バルト、アクセル; カップリンガー、シュテファン; グルース、マイケル; ホーマン、ペギー; デニスブルクハルト、ダレル; プラッツ、アクセル
Original assignee: Siemens AG; Siemens Medical Solutions USA Inc
Current assignee: Siemens AG; Siemens Medical Solutions USA Inc
Priority date: 2004-06-18
Filing date: 2005-06-15
Publication date: 2008-02-07
Also published as: CA2571111A1; AU2005265014A1; US20060030769A1; EP1766577A1; WO2006009752A1

Abstract

１つの既にロードされた時点と比較するために１つの時点をロードするシステムおよび方法が提供される。本方法は、時点の画像データセットを選択するステップ（３１０）と、既にロードされた時点の有効な画像データセットに対して時点の画像データセットの有効性をチェックするステップ（３２０）と、時点の画像データセットに基づいてボリュームを構成するステップ（３３０）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複数の時点をロードす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画像または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、研究、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、個々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、追跡検査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画像の画像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、癌組織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、複数の医学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、合成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、そのようなシステムは、一般に、異なるモダリティからのデータセットの組み合わせ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、および追跡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。

［発明の要点］
本発明は、病気の進行または治療効果を解析するために複数の時点をロードする時点のローディング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。

本発明の一実施形態において、１つの既にロードされた時点と比較するために１つの時点をロードする方法は、時点の画像データセットを選択するステップと、既にロードされた時点の有効な画像データセットに対して時点の画像データセットの有効性をチェックするステップと、時点の画像データセットに基づいてボリュームを構成するステップとを含む。

時点の画像データセットおよび既にロードされた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つから取得されたデータを含む。

時点の画像データセットおよび既にロードされた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。

時点の画像データセットの画像列および既にロードされた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。

本方法は、時点の画像データセットおよび既にロードされた時点の画像データセットを、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するステップを更に含む。時点の画像データセットおよび既にロードされた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中に使用される自動レジストレーションは、時点の画像データセットの第１の画像列を時点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し、時点の画像データセットの第１の画像列を、既にロードされた時点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し、既にロードされた時点の画像データセットの第１の画像列を、既にロードされた時点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。

本発明の他の実施形態において、病気の進行または治療効果を解析するために複数の時点をロードする方法は、第１の時点の画像データセットを選択するステップと、第１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の有効性をチェックするステップと、第１の時点の画像データセットに基づいてボリュームを構成するステップと、第２の時点の画像データセットを選択するステップと、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の時点の有効な画像データセットに対して第２の時点の画像データセットの有効性をチェックするステップと、第２の時点の画像データセットに基づいてボリュームを構成す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つから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。

本方法は、第１の時点の画像データセットが曖昧に選択されたかどうかを決定するステップ、および第２の時点の画像データセットが曖昧に選択されたかどうかを決定するステップを更に含む。

本発明の更に他の実施形態において、１つの既にロードされた時点と比較するために１つの時点をロードするシステムは、プログラムを記憶するメモリ装置と、この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、時点の画像データセットを選択し、既にロードされた時点の有効な画像データセットに対して時点の画像データセットの有効性をチェックし、時点の画像データセットに基づいてボリュームを構成する。

プロセッサは、プログラムコードで更に動作することにより、時点の画像データセットおよび既にロードされた時点の画像データセットを、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する。プロセッサは、時点の画像データセットおよび既にロードされた時点の画像データセットを自動的にレジストレーションする際にプログラムコードで更に動作することにより、時点の画像データセットの第１の画像列を時点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し、時点の画像データセットの第１の画像列を、既にロードされた時点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し、既にロードされた時点の画像データセットの第１の画像列を、既にロードされた時点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。

本発明の一実施形態において、病気の進行または治療効果を解析するために複数の時点をロードするシステムは、プログラムを記憶するメモリ装置と、この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を選択し、第１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の有効性をチェックし、第１の時点の画像データセットに基づいてボリュームを構成し、第２の時点の画像データセットを選択し、第２の時点の画像データセットをロードし、第１の時点の有効な画像データセットに対して第２の時点の画像データセットの有効性をチェックし、第２の時点の画像データセットに基づいてボリュームを構成する。

プロセッサは、プログラムコードで更に動作することにより、第１の時点の画像データセットが曖昧に選択されたかどうかを決定し、第２の時点の画像データセットが曖昧に選択されたかどうかを決定する。

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の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は本発明の典型的な実施形態に係る複数の時点をロードするシステムのブロック図である。
図２は本発明の典型的な実施形態に係る１つの時点をロードす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、１つの既にロードされた時点と比較するために１つの時点をロードする方法を示すフローチャートである。
図４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５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６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７は本発明の他の典型的な実施形態に係る複数の時点をロードする方法を示すフローチャートである。
図８は本発明の他の典型的な実施形態に係る複数の時点を曖昧にロードする方法を示すフローチャートである。

［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、処置後の追跡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または複数の追跡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、医学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、および海馬容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 correted）ＰＥＴ、静的非減衰補正（ＮＡＣ；non-attenuation correted）ＰＥＴおよび呼吸同期式ＰＥＴ、静的ＡＣＳＰＥＣＴまたは核医学（ＮＭ）および静的ＮＡＣＳＰＥＣＴ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を含む画像列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ＡＣＰＥＴデータセットまたは静的ＮＡＣＰＥＴ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ＡＣＳＰＥＣＴデータセットまたは静的ＮＡＣＳＰＥＣＴ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つの画像列がロードされて１つの時点内で融合表示されてもよい。例えば、本発明は、１つのＣＴデータセットと他のＣＴデータセットの両方が同じＣＴスキャンまたは異なる装置を介して取得された場合には、これらのデータセット同士を融合させることができてもよい。

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を解析するために複数の時点をロードするためのシステム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、ネットワーク１２０を介して接続された幾つかの走査装置１０５ａ、ｂ．．．ｘ、コンピュータ１１０、および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マルチモード走査装置またはハイブリッド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を解析するために複数の時点をロードするための１つ又は複数の方法を含む時点ローディングモジュール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。入力装置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角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、時点ローディングモジュール１４５は、前述したように生画像データ、２Ｄ再構成データ（例えば軸方向スライス）、または、ボリューム画像データまたは多断面再構成（ＭＲＰ）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してもよい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、１つの時点をロードす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４の患者ブラウザ４００を介して第１の時点の画像データセットを選択する（２１０）。第１の時点の画像データセットは、画像列の以下の統合、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、のうちの１つを含んでもよい。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、治療前の検査対象、治療中の検査対象または治療後の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５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ＰＥＴＡＣ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ＰＥＴＮＡＣ画像列とを統合して第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。

画像データセットが選択されると、この画像データセットは、患者ブラウザ４００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４００上の拡張ボタンをクリックし、患者ブラウザ４００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４００内で関連する選択を行なうことができるとともに、ローディング用の拡張ボタンをクリックすることができる。患者ブラウザ４００におけるデータの選択のレベルは、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。また、患者ブラウザ４００によりアクセス可能なローカルデータベース以外のソースからの画像データセットもローディングのために選択することができる。例えば、画像アーカイブ通信システム（ＰＡＣＳ）ブラウザからロードするために、ソフトウェアパッケージを統合できるようにするインタフェースを与えるコンポーネントがユーザであってもよい。

第１の時点の画像データセットを選択した後、画像データセットの有効性がチェックされる（２２０）。これは、例えば、画像データセットの画像列に関連する画像ヘッダ情報を使用することによって行なわれる。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場合には、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。画像データセットの有効性がチェックされたら、画像データセットに関連するボリュームが構成される（２３０）。

画像データセットは、各画像を構文解析するとともに走査時間、スライス位置、および場所などの様々な画像属性に基づいて各画像をソートすることにより構成される。その後、画像収集に基づいて３Ｄボリュームが構成される。画像データセットが構成されると、この画像データセットはユーザインタフェース上に表示される（２４０）。第１の時点の画像データセットがロードされているため、第２の時点の画像データセットがロードされてもよい。

図３は、１つの既にロードされた時点との比較のために１つの時点をロードす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に示されるように、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（３１０）。第１の時点の画像データセットの選択と同様に、第２の時点の画像データセットは患者ブラウザ４００によって選択されてもよい。また、第２の時点は第１の時点における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の時点の画像データセットを選択した後、画像データセットの有効性がチェックされる（３２０）。

第２の時点の画像データセットの有効性がチェックされる際、画像データセットが複数時点ローディングのためのデータセットの有効な統合のうちの１つであるかどうか、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のためのデータセットの有効な統合のリストが以下の表２に示されている。例えば表２に示されるように、以下の統合、すなわち、１つの検査対象からのＣＴ＋ＰＥＴ画像列またはＣＴ＋ＳＰＥＣＴ画像列および異なる検査対象からのＣＴ＋ＰＥＴ画像列またはＣＴ＋ＳＰＥＣＴ画像列が選択される場合には、これらの統合が自動的にロードされる。

表２に更に示されるように、ＳＰＥＣＴＡＣデータセット単独またはＮＡＣデータセット付きＳＰＥＣＴＡＣデータセットを含む第１の時点の画像データセットが既にロードされる場合、第１の時点からのＳＰＥＣＴＮＡＣデータセット、ＳＰＥＣＴＡＣデータセット単独またはＮＡＣデータセット付きＳＰＥＣＴＡＣデータセット、およびＳＰＥＣＴＡＣデータセット単独またはＮＡＣデータセット付きＳＰＥＣＴＡＣ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の時点の画像データセットがローディングのためのデータセットの有効な統合のうちの１つではない場合、ローディングのためのデータセットの有効な統合をユーザに知らせる図６の画像列ダイアログ６００が表示されてもよい。例えば、ロードされる全ての画像列を、画像列ダイアログ６００中に記載することができるとともに、無効な画像列が存在する場合にはその無効な画像列のリストと共にユーザに示すことができる。画像列の有効なリストは、ユーザが画像列のタイプ間を区別できるようにするために必要なコラム（例えば、モダリティコラムおよびＮＡＣ／ＡＣコラム）を含んでもよく、また、これらを使用して、ユーザは、有効な第２の時点を構成する画像列を選択してもよい。

表２に更に示されるように、ＰＥＴデータセットまたはＳＰＥＣＴＡＣデータセットおよび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ＰＥＴＡＣデータセットを選択してロードするときにはいつでもＰＥＴＡＣ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ＰＥＴＮＡＣデータセットを選択してロードすると、ＰＥＴＮＡＣデータセットがＣＴデータと共にロードされて表示される。このとき、ユーザは、ＰＥＴＡＣデータセットとＰＥＴＮＡＣ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ＳＰＥＣＴＡＣデータセット／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の有効性がチェックされると、画像データセットに関連するボリュームが構成され（３３０）、その後に表示される（３４０）。第２の時点がロードされているので、第２の時点を第１の時点と比較できる。したがって、第２の時点がロードされてその後に表示されると、医師は、第１の時点のデータセットおよび第２の時点のデータセットにわたって病状または治療効果を比較し或いは診断することができる。

画像データセットがロードされた後、これらの画像データセットがレジストレーションされることは言うまでもない。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形成された或いは１つのモダリティによって異なる時刻に形成された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。

本発明の典型的な実施形態においては、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／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始める前に、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、自動レジストレーションは１つまたは複数のローディングステップと同時に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次に始まる。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、両方の画像列内の一致する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。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。

図７は、複数の時点をロードす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、ローディングのために１つの時点の１つの画像データセットが患者ブラウザから選択される（７０５）。その後、画像データセットがソートされて有効性がチェックされる（７１０）。すなわち、画像データセットは、適切な３Ｄボリュームを形成しているかどうかを見るためにチェックされ、その後ソートされる。画像データセットは、図２に関して説明したように有効性がチェックされてもよい。画像データセットのソーティングは、画像列リストダイアログ６００を使用して行なわれてもよい。例えば、画像列リストダイアログ６００は、ローディングのために選択された画像データセット中に無効な画像列が存在しているときにはそれを知らせ、それによりユーザはローディングに適した画像列を再選択することができる。しかしながら、先の表１に記載された統合の全てにおいては、これらのケースが曖昧ではないローディングシナリオであると見なされるため、画像列リストダイアログの表示を伴うことなくローディングが行なわれる。

画像データセットがソートされて有効性がチェックされると、時点の画像データセットがローディングのために有効な画像データセットであるかどうかが決定される（７１５）。このようにしてステップ７１０において画像データセットが有効であった場合には、時点記憶データベースが空であるかどうかを決定するためのプロセスに移行する（７２０）。ステップ７１０において画像データセットが有効でなかった場合には、時点が曖昧に選択されたかどうかを決定するためのプロセスに移行する（Ｂ）。これについては、図８を参照して以下で詳細に説明する。

ステップ７２０においてデータベースが空でないことが決定される場合には、１つの時点が既にロードされてしまっている（７２５）。１つの時点が既にロードされた場合には、新たにロードされた時点および既にロードされた時点が複数時点ローディングのための画像データセットの有効な統合を含むかどうかが決定される（７３０）。複数時点ローディングのためのデータセットの有効な統合のリストは先の表２に示されている。

複数時点ローディングのためのデータセットの統合の有効性をチェックした後、画像データセットが曖昧なく選択されたかどうかが決定される（７３５）。画像データセットの統合は、この統合が先の表２に記載されたデータセットの有効な統合のうちの１つである場合、曖昧なく選択されていると決定される。選択が曖昧でない場合には、複数の時点がロードされ（７４０）、その後比較のためにこれらの時点が表示される。ステップ７２５に戻って参照すると、１つの時点が既にロードされていないが、データベースが特定のデータ、例えば既にロードされた２つの時点を含む場合には、両方の時点がアンロードされ、指定されたロードがロードされ、したがってデータベースがアンロードされる（Ａ）。

しかしながら、ステップ７２０においてデータセットがロードされていなかった場合には、１つの時点ロードに関して、選択された時点の画像データセットの有効性がチェックされる（７４５）。画像データセットは、以下の表３に示される条件のうちの１つを満たす場合には、有効であるとされてもよい。

選択された時点選択が曖昧でない場合（７５０）、すなわち、時点の画像データセットが表３の条件のうちの１つを満たしている場合、その時点がロードされ（７５５）、ローディングプロセスが完了し、ロードされた画像が比較のために表示されてもよい。しかしながら、時点が曖昧である場合（７５０）、プロセスは、図８を参照して以下で説明するように、曖昧なローディング（Ｂ）へ移行する。

図８は、複数の時点の曖昧なローディングの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に示されるように、選択された時点選択が曖昧であることが決定されると、ユーザが有効な時点統合を見つけることを手助けするために、画像列ダイアログ６００が使用されてもよい（８０５）。画像列ダイアログ６００は、一般に、３つ以上の画像データセット、ＳＰＥＣＴ＋ＰＥＴ画像列の統合画像列、３つ以上の画像列を有する単一検査対象、複数の画像列を有する複数の検査対象、複数の検査対象を有する患者、または、無効の入力画像列をロードするときにユーザに示される。

１つの新たな時点、例えば第１の時点が画像列ダイアログから選択され且つ時点記憶データベースがデータを含む場合、データがアンロードされる（Ａ）。その後、時点は、それが先の表１に記載された単一の時点における典型的なデータセットの統合のうちの１つであるかどうかを決定することにより有効性がチェックされる。時点が有効な統合である場合（８１５）には、時点がロードされ（８２０）、また、比較のために、ロードされた画像が表示されてもよい。しかしながら、時点が有効な統合でない場合（８１５）には、例えばポップアップボックス内に、画像列ダイアログ６００から入力画像列を再選択するようにユーザに促すメッセージが現れる（８４０）。この時点で、ユーザは、画像列ダイアログ６００の表示をキャンセルしてプロセスを終わらせることによりプロセスを続けないことを決定してもよい（８４５）。

１つの時点が既にロードされている状態で、画像列ダイアログ６００を使用して１つの新たな時点が選択された場合には、新たに選択された時点および既にロードされた時点が複数時点ローディングのための画像データセットの有効な統合を含むかどうかが決定される（８３０）。複数時点ローディングのための画像データセットの有効な統合のリストが先の表２に示されている。新たに選択された時点および既にロードされた時点が複数時点ローディングのためのデータセットの有効な統合である場合には、新たに選択された時点がロードされる（８３５）。しかしながら、新たに選択された時点および既にロードされた時点が有効な統合でない場合（８３０）、画像列ダイアログ６００から入力画像列を再選択するようにユーザに促すメッセージがポップアップボックスに現れる（８４０）。また、ユーザは、画像列ダイアログ６００の表示をキャンセルすることによりプロセスを終わらせてもよい。

本発明の典型的な実施形態においては、診断および報告のために様々なモダリティに属する画像データセットが使用されてもよい。これにより、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／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、追跡決定を行なう際に医師を支援する。

本発明がハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、専用プロセッサ、または、これらの組み合わせの様々な形態で実施されてもよいことは言うまでもない。一実施形態において、本発明は、プログラム記憶装置（例えば、磁気フロッピー（登録商標）ディスク、ＲＡＭ、ＣＤ、ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ）上に明白に具現化されるアプリケーションプログラムとしてのソフトウェアで実施されてもよい。アプリケーションプログラムは、任意の適当なアーキテクチャを備える機械にアップロードされ、また、当該機械によって実行されてもよい。

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、先の説明が例示的な実施形態を単に示しているに過ぎない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、全ての可能なバリエーション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形態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。

本発明の典型的な実施形態に係る複数の時点をロードするシステムのブロック図本発明の典型的な実施形態に係る１つの時点をロードす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１つの時点をロードす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画像列リストダイアログを示す図本発明の他の典型的な実施形態に係る複数の時点をロードする方法を示すフローチャート本発明の他の典型的な実施形態に係る複数の時点を曖昧にロードする方法を示すフローチャート

符号の説明

１２０ネットワーク
４００患者ブラウザ
６００画像列ダイアログ

Claims

１つの既にロードされた時点と比較するために１つの時点をロードする方法において、
時点の画像データセットを選択するステップと、
既にロードされた時点の有効な画像データセットに対して時点の画像データセットの有効性をチェックするステップと、
時点の画像データセットに基づいてボリュームを構成するステップと
を含むことを特徴とする時点のローディング方法。
時点の画像データセットおよび既にロードされた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つから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。
時点の画像データセットおよび既にロードされた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２に記載の方法。
時点の画像データセットの画像列および既にロードされた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。
時点の画像データセットおよび既にロードされた時点の画像データセットを、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するステップを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
時点の画像データセットおよび既にロードされた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中に使用される自動レジストレーションは、
時点の画像データセットの第１の画像列を時点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し、
時点の画像データセットの第１の画像列を、既にロードされた時点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し、
既にロードされた時点の画像データセットの第１の画像列を、既にロードされた時点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
ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
病気の進行または治療効果を解析するために複数の時点をロードする方法において、
第１の時点の画像データセットを選択するステップと、
第１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の有効性をチェックするステップと
第１の時点の画像データセットに基づいてボリュームを構成するステップと、
第２の時点の画像データセットを選択するステップと、
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の時点の有効な画像データセットに対して第２の時点の画像データセットの有効性をチェックするステップと
第２の時点の画像データセットに基づいてボリュームを構成するステップと
を含むことを特徴とする時点のローディング方法。
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つから取得されたデータを含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
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８に記載の方法。
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の画像列はそれぞれ、治療前の検査対象、治療中の検査対象、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９に記載の方法。
第１の時点の画像データセットが曖昧に選択されたかどうかを決定するステップを更に含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
第２の時点の画像データセットが曖昧に選択されたかどうかを決定するステップを更に含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
１つの既にロードされた時点と比較するために１つの時点をロードす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、この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、
時点の画像データセットを選択し、
既にロードされた時点の有効な画像データセットに対して時点の画像データセットの有効性をチェックし、
時点の画像データセットに基づいてボリュームを構成する
ことを特徴とする時点のローディングシステム。
時点の画像データセットおよび既にロードされた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つから取得されたデータを含むことを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
時点の画像データセットおよび既にロードされた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１４に記載のシステム。
時点の画像データセットの画像列および既にロードされた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１５に記載のシステム。
プロセッサは、プログラムコードで更に動作することにより、時点の画像データセットおよび既にロードされた時点の画像データセットを、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することを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
プロセッサは、時点の画像データセットおよび既にロードされた時点の画像データセットを自動的にレジストレーションする際にプログラムコードで更に動作することにより、
時点の画像データセットの第１の画像列を時点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し、
時点の画像データセットの第１の画像列を、既にロードされた時点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し、
既にロードされた時点の画像データセットの第１の画像列を、既にロードされた時点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
ことを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
病気の進行または治療効果を解析するために複数の時点をロードす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、この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を選択し、
第１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の有効性をチェックし、
第１の時点の画像データセットに基づいてボリュームを構成し、
第２の時点の画像データセットを選択し、
第２の時点の画像データセットをロードし、
第１の時点の有効な画像データセットに対して第２の時点の画像データセットの有効性をチェックし、
第２の時点の画像データセットに基づいてボリュームを構成する
ことを特徴とする時点のローディングシステム。
時点の画像データセットおよび既にロードされた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つから取得されたデータを含むことを特徴とする請求項１９に記載のシステム。
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２０に記載のシステム。
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の画像列はそれぞれ、治療前の検査対象、治療中の検査対象、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２１に記載のシステム。
プロセッサは、プログラムコードで更に動作することにより、第１の時点の画像データセットが曖昧に選択されたかどうかを決定することを特徴とする請求項１９に記載のシステム。
プロセッサは、プログラムコードで更に動作することにより、第２の時点の画像データセットが曖昧に選択されたかどうかを決定することを特徴とする請求項１９に記載のシステム。