JP2012518784A - ハイブリッドｐｅｔ／ｍｒシステムにおけるｍｒコイルの減衰訂正 - Google Patents

Abstract

例えば組み合わされた陽電子放出断層撮影ＰＥＴ／磁気共鳴ＭＲスキャナ１２、１４といったマルチモーダル撮像デバイスにより生成される核画像データが、核及びＭＲスキャン手順の両方に存在するＭＲコイル７２に関する減衰訂正ＡＣマップテンプレート７０と、組み合わされた患者特有のＡＣマップとを用いて減衰訂正される。テンプレートライブラリ４６は、複数のＭＲコイル及び他のアクセサリの各々に関するテンプレートを含む。各テンプレートは、２つの態様のいずれかにより生成される。コイルは、例えば、Ｇｅ−６８又はＣｓ−１３７といった透過源１６を備えるＰＥＴスキャナ１４内部で撮像されることができる。透過画像４８は、既知のアルゴリズムを用いて再構成され、ＡＣテンプレートとして直接用いられることができる。代替的に、テンプレートは、透過画像のグローバルなヒストグラムを作成し、コイル又は他のアクセサリのセグメントを特定することにより生成されることができる。平均線形減衰係数ＬＡＣ値が、ヒストグラムの分布から決定される。コイル又は他のアクセサリは、高分解能ＣＴスキャンを用いて撮像され、コイルに関するＡＣマップテンプレートを作成するため、ＣＴ画像は、セグメント化され、ヒストグラムの分布から決定される計算されたＬＡＣ値を割り当てられる。

Description

本願は、医療撮像システムにおいて特定の有用性を見出す。しかしながら、説明される技術は、他のタイプの撮像システム、他の減衰訂正システム及び／又は他の医療用途において用途を見出すこともできる点を理解されたい。

陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）／磁気共鳴（ＭＲ）ハイブリッドシステムは、ＰＥＴ画像の減衰訂正のためＭＲスキャンを用いる。ＰＥＴ／ＭＲにおいて、患者減衰マップは、ＭＲ画像に基づき開発される。ＭＲ患者画像がセグメント化され、様々な組織及び器官が特定され、適切な減衰係数が適用される。体の異なる部分の高分解能ＭＲ画像のため、異なる局所ＭＲコイルが用いられる。いくつかのコイルは患者支持部又はテーブルに付けられ、他のコイルは患者に付けられる。デュアルモードのＰＥＴ／ＭＲスキャナを使用するとき、テーブル及びコイルは、ＰＥＴデータ取得の間、スキャナに存在する。当初は、ＭＲコイルが十分に放射線透過的であり、その結果減衰訂正は必要でないと思われていたが、これがそうではないことが決定された。むしろ、テーブル及びコイルによりもたらされる減衰に関してデータが訂正されない場合、ＭＲコイルは画像品質を劣化させることができる。

ＰＥＴ撮像において、患者の減衰マップが生成され、ＰＥＴデータを訂正するために用いられる。ＰＥＴ／ＣＴを実行するときに、ＣＴ画像はしばしば、患者減衰マップを生成するために用いられる。４０〜１２０ｋｅＶのエネルギーを持つＣＴに関する減衰は、５１１ｋｅＶのエネルギーを持つＰＥＴに関する減衰と同じではない。しかしながら、年月を経ることで、人間の組織に関するＣＴ減衰値とＰＥＴ減衰値との間の関係が分かるようになった。斯かるアルゴリズムは、C. Baiらによる「A Generalized Model for the conversion from CT numbers to linear attenuation coefficients」、IEEE Trans. Nucl. Sci、Vol. 50、No. 5, Oct. 2003に説明される。

C. Baiらにより説明される変換は、人間の体において一般に見られる物質に関して有効である。しかし、これは、金属及び例えばウレタン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等の物質の存在が原因で、テーブル及びコイルの場合には効果がない。テーブル及びコイルにおいて使用される物質のＬＡＣ値は、文献において一般には記載がない（例えばJ. H. Hubbellによる「Photon cross sections, attenuation coefficients, and energy absorption coefficients from 10 keV to 100 GeV」、National Bureau of Standards、August 1969を参照）。

ＲＦコイル、アクセサリ（例えば、看護師呼出しボタンデバイス、ヘッドホン等）、患者支持テーブル等によりもたらされるＭＲ画像における減衰の訂正を容易にし、これにより、上述の欠点を克服するシステム及び方法に対する、従来技術では考えられたことのない必要性が存在する。

１つの側面によれば、核スキャンの間、核スキャナ撮像野におけるアクセサリによりもたらされる核画像における減衰を訂正するための減衰訂正（ＡＣ）マップテンプレートを生成するシステムが、上記アクセサリの核スキャンの間に取得される透過データから、アクセサリのＡＣマップテンプレートを生成し、上記ＡＣマップテンプレートをメモリに格納し、及び複数の異なるアクセサリの各々に関するユニークなＡＣマップテンプレートを反復的に生成するプロセッサを含み、上記テンプレートが、オペレータによる呼び出し及び使用のため上記メモリにおけるテンプレートライブラリに格納される。

別の側面によれば、磁気共鳴（ＭＲ）コイルに関する減衰訂正（ＡＣ）マップテンプレートを生成する方法が、ＭＲコイルに複数の基準マーカを付けるステップと、上記ＭＲコイル及び基準マーカのスキャンデータを取得するステップと、上記基準マーカを用いて上記ＭＲコイルのＡＣマップテンプレートを生成するステップと、上記ＡＣマップテンプレートを格納するステップと含む。この方法は更に、複数の異なるアクセサリの各々に関するユニークなＡＣマップテンプレートを反復的に生成するステップであって、上記ＡＣマップテンプレートが、オペレータによる呼び出し及び使用のためメモリにおけるテンプレートライブラリに格納される、ステップを含む。

別の側面によれば、減衰訂正された核画像を生成する方法が、患者の周りに選択されたＭＲコイルを配置するステップと、上記患者及び上記コイルのＭＲスキャンデータを取得するステップと、上記ＭＲスキャンデータをＭＲ患者画像へと再構成するステップとを含む。この方法は更に、上記選択されたＭＲコイルに対応するＡＣマップテンプレートをライブラリから取得するステップと、患者特有の減衰訂正（ＡＣ）マップを生成するステップと、最終的なＡＣマップを生成するため、上記ＡＣマップテンプレート及び上記患者特有のＡＣマップを結合するステップとを含む。更に、この方法は、上記患者及び上記選択されたＭＲコイルの核スキャンデータを取得するステップと、上記最終的なＡＣマップを用いて、上記核スキャンデータにおける減衰を訂正するステップと、上記減衰訂正された核スキャンデータを核画像へと再構成するステップとを含む。

別の側面によれば、減衰訂正（ＡＣ）マップテンプレートのライブラリが、データ記憶媒体に格納され、複数の磁気共鳴（ＭＲ）コイルの各々に関する少なくとも１つの事前生成されたＡＣマップテンプレートを含む。上記少なくとも１つのＡＣマップテンプレートが、テンプレートが要求されるＭＲコイルを特定するコイル識別コードの入力に応じて、上記ライブラリから取得される。上記少なくとも１つのＡＣマップテンプレートは、上記複数のコイルにおける各ＭＲコイルの核スキャンの間に取得される透過データから生成される。

別の側面によれば、核スキャンデータにおける減衰を訂正するための患者減衰訂正（ＡＣ）マップを調整する方法が、ＡＣマップテンプレートが要求されるコイルを特定するコイル識別情報を受信するステップと、メモリに格納されるテンプレートライブラリから上記特定されたＡＣマップテンプレートを取得するステップと、患者画像における患者の輪郭に従うよう上記ＡＣマップテンプレートを適合させるステップとを含む。この方法は更に、最終的なＡＣマップを生成するため、患者特有の減衰訂正（ＡＣ）マップへと上記適合されたＡＣマップテンプレートを挿入するステップと、上記患者の減衰訂正された核画像を生成するため、患者の核スキャンデータを再構成するとき、減衰を訂正するステップとを含む。

１つの利点は、ＭＲコイルによりもたらされる減衰が訂正可能にされる点にある。

ある実施形態の別の利点は、ＭＲコイルの減衰訂正（ＡＣ）マップテンプレートを生成し、これを患者の体の輪郭へとモーフィングする点にある。

ＣＴスキャン情報を用いることの有無にかかわらず、透過スキャン情報を用いて柔軟又は剛性ＭＲコイルに関する減衰マップテンプレートを生成するのを容易にするシステムを示す図である。 例えば、コイル装置の透過スキャンを実行するために使用されることができる、コイル装置の周りで回転する回転可能なガントリーに取り付けられる点源を備える核スキャナ（例えば、ＰＥＴスキャナ）を示す図である。 ＣＴデータを用いて又は複数の基準マーカが配置されるＭＲコイルの透過データを用いて生成される柔軟なＭＲコイルのＡＣマップテンプレートを示す図であって、このテンプレートは、患者にフィットするよう調整されるコイルに関する最終的な（即ち変換された）患者ＡＣマップを生成するため、ＡＣマップテンプレートを患者のＭＲ画像にモーフィングすることを容易にする、図である。 本書に説明される様々な側面に基づき、ＭＲコイルＡＣマップテンプレートが患者のＭＲ画像にフィットされる態様の別の例を示す図である。 核画像（例えば、ＰＥＴ若しくはＳＰＥＣＴ）における柔軟なＭＲコイル若しくはその一部、患者支持部、又は他のアクセサリが原因による減衰を訂正するためのＭＲベースの患者ＡＣマップを生成するため、ＣＴ又は透過データを用いて生成されるＡＣマップテンプレートを患者のＭＲ画像に従わせる方法を示す図である。 基準マーカを用いることなく、核画像（例えば、ＰＥＴ又はＳＰＥＣＴ）における減衰を訂正するためのＭＲベースの患者ＡＣマップを生成するため、ＣＴ又は透過データを用いて生成されるＡＣマップテンプレートを患者のＭＲ画像に従わせる方法を示す図である。 ３Ｄ画像表現を生成するために個別の又は共有された再構成プロセッサにより再構成される撮像データを生成する、例えばＭＲ撮像デバイス、核スキャナ（例えば、ＰＥＴ又はＳＰＥＣＴ）、ＣＴスキャナ等の複数の撮像デバイスを含む例示的な病院システムを示す図である。 核画像を再構成するとき、テンプレートライブラリからコイルテンプレートを取得し、減衰訂正のためＡＣマップを強調する方法を示す図である。

以下の詳細な記載を読み及び理解することにより、当業者であれば、本願発明の更に追加的な利点を理解するであろう。

本発明は、様々な要素及び要素の配列の形式並びに様々なステップ及びステップの配列の形式を取ることができる。図面は、様々な側面を示すことのためだけにあり、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。

本書に示される様々な特徴によれば、参照により本書に完全に含まれるJ. S. Karpらによる「Singles transmission in volume-imaging PET with a Cs-137 source」、Phys. Med. Biol.、40、pp 929-944、1995に説明されるような組み込み透過源を備えるＰＥＴシステムにおける透過スキャンを用いてテーブル及びコイルの減衰マップの生成を容易にするシステム及び方法が説明される。透過スキャンは、ＰＥＴガンマエネルギー（５１１ｋｅＶ）に非常に類似するエネルギーでのテーブル及びコイルにおける物質に関する減衰係数を提供する。この態様で、ＰＥＴ画像品質は大幅に改善され、テーブル及びコイルの減衰マップの生成が向上される。

本書に記載されるシステム及び方法は、患者テーブル及びＭＲコイルに関する減衰マップを生成する問題を解決する。このマップは、ＣＴスキャンを用いて生成するのが困難である。なぜなら、ＰＥＴ減衰は５１１ｋｅＶで測定されるのに対し、ＣＴエネルギーは、４０〜１２０ｋｅＶの範囲にあるからである。古典的な変換手順は、ＭＲテーブル及びコイルにおいて使用される物質に対して適用可能でない。例えば、金属は、ＣＴ画像における金属アーチファクトをもたらし、散乱及びビーム硬化といった他の問題が、テーブル及びコイルの正確なＣＴ減衰マップの取得を妨げる。従って、本書において説明される透過スキャンを用いることは、５１１ｋｅＶ（Ｇｅ−６８を用いる）又は５１１ｋｅＶのＰＥＴ減衰マップに非常に近い６６２ｋｅＶ（Ｃｓ−１３７を用いる）でのコイルの減衰マップを提供することを容易にする。こうして、この手法は、本書に記載される強化されたＭＲ減衰マップを用いて再構成されるＰＥＴ画像の画像品質を大幅に向上させることができる。記載されるシステム及び方法は、ＰＥＴガントリー内部のＭＲコイルの使用も可能にする。これは、ＰＥＴ画像と正確に位置合わせされる診断品質ＭＲ画像データの生成をもたらす。

上述のシステム及び方法により生成されるテンプレートライブラリは、減衰訂正を強化するためテンプレートが使用される医療スキャナ又は撮像デバイスのユーザへの配布のためデータ記憶媒体又はメモリに格納されることができる。例えば、テンプレートライブラリは、ユーザに送られる携帯型ストレージ媒体に格納されることができるか、又は中央サーバから（例えば病院等における）ユーザのネットワークにダウンロードされることができる。別の実施形態では、テンプレートライブラリ（又は、単一のテンプレート等）は、テンプレートがライブラリに存在するコイルの購入に応じてユーザに提供される。即ち、ユーザが特定のコイルを購入するとき、このコイルに関するＡＣマップテンプレートもユーザに提供される。ユーザは、その後本書において説明される方法に基づきコイルを構成し、核スキャンデータを核画像へと再構成するときの減衰を訂正するために使用される最終的なＡＣマップを生成するため、患者に特有なＡＣマップへとこの構成されたテンプレートを挿入する。

図１は、ＣＴスキャン情報を用いることの有無にかかわらず、透過スキャン情報を用いて柔軟又は剛性ＭＲコイルに関する減衰マップテンプレートを生成することを容易にするシステム１０を示す。システム１０は、ＭＲスキャナ１２、及び例えばＰＥＴスキャナ、単光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）スキャナ、これらの変形等といった核スキャナ１４を含む。１つ又は複数の減衰マップテンプレートを形成するのに使用される透過データを提供するため、点源１６が核スキャナに配置される。オプションで、例えばＭＲコイル及び／又は患者支持テーブルといった減衰をもたらすアイテムに関する追加的なデータを提供するため、ＣＴスキャナ１８がシステム１０に含まれる。

１つ又は複数のプロセッサ２０は、本書に説明される様々な機能を実行するため、データ記憶媒体又はメモリ２２に格納されるコンピュータ実行可能な命令及び／又はアルゴリズムを実行する。メモリ２２は、（例えばＭＲスキャンの間取得される）生のＭＲデータをＭＲ画像データ２８へと再構成するためにプロセッサにより実行される１つ又は複数のＭＲ再構成アルゴリズム２６だけでなく、この生のＭＲデータ２４も格納する。生の核データ３０は、核スキャンの間に取得され、メモリに格納される。ＭＲ及び核データは、ある実施形態では同時に取得され、別の実施形態では、それらは順次的に取得される。プロセッサは、生の核データを核画像データ３４へと再構成するために、１つ又は複数の核再構成アルゴリズム３２を実行する。追加的に、メモリは取得されるＣＴ画像データ３６を格納し、生のＣＴデータをＣＴ画像データ４０へと再構成するとき、プロセッサは１つ又は複数のＣＴ再構成アルゴリズム３８を実行する。プロセッサ２０は、単一のプロセッサとすることができるか、又は複数の専用プロセッサ（例えば、データプロセッサ、再構成プロセッサ等）を有することができる点を理解されたい。

メモリ２２は更に、本書では透過データと呼ばれる点源データ４２を格納する。これは、点源１６が使用される核スキャンの間に生成されるデータである。１つ又は複数の対象物（又は患者）に特有な減衰訂正（ＡＣ）マップ４４が、メモリに格納され、減衰を訂正するため核画像を再構成するときに使用される。ある実施形態において、対象物のＡＣマップは、ＭＲ画像データ２８から少なくとも部分的に生成される。

テンプレートライブラリ４６は、核スキャナの撮像野に導入されることができるＭＲコイル、患者テーブル、他のアクセサリ等に関する透過データ４２を用いて生成される１つ又は複数のアクセサリＡＣマップテンプレートを格納する。アクセサリテンプレートは、対象物特有のＡＣマップ（ｓ）４４と組み合わせられる。

ある実施形態において、対象物特有のＡＣマップ４４は、（例えば、ＰＥＴ画像における減衰訂正のための）ＰＥＴ ＡＣマップであり、ＭＲ画像データを用いて得られる。例えば、患者のＭＲ画像が全身ＭＲコイルを用いて生み出される。患者の体の輪郭及び他の内部器官境界が確立され、ＭＲ画像はプロセッサ２０によりセグメント化される。肺、軟組織、骨等のＰＥＴ放射線減衰値が、患者に関する減衰マップを作成するため割り当てられる。同じ患者の高分解能ＭＲ画像が、ＲＦコイルを用いて生み出される。生の核スキャンデータ３０を取得するため、同じ患者の核画像データが、撮像野におけるＭＲコイルを用いて生み出される。取得の前に作成された、コイルの事前生成ＡＣテンプレートが、テンプレートライブラリ４６から取得され、そのコイルを用いるすべてのスキャンデータ取得に関して使用される。テンプレートは、完全な又は組み合わされたＡＣマップを生成するため、対象物特有のＡＣマップ４４と組み合わされる。生のＰＥＴデータ３０は、完全な又は組み合わされたＡＣマップを用いて再構成される。

別の実施形態では、対象物特有のＡＣマップ４４は、（例えば、ＳＰＥＣＴ画像における減衰訂正のための）ＳＰＥＣＴ ＡＣマップであり、ＭＲ画像データを用いて得られる。例えば、患者のＭＲ画像が、全身ＭＲコイルを用いて生み出される。患者の体の輪郭及び他の内部器官境界が確立され、ＭＲ画像はプロセッサ２０によりセグメント化される。肺、軟組織、骨等のＳＰＥＣＴ放射線減衰値が、患者に関する減衰マップを作成するため割り当てられる。同じ患者の高分解能ＭＲ画像が、ＲＦコイルを用いて生み出される。生の核スキャンデータ３０を取得するため、同じ患者の核画像データが、撮像野におけるＭＲコイルを用いて生み出される。取得の前に作成された、コイルの事前生成ＡＣテンプレートが、テンプレートライブラリ４６から取得され、そのコイルを用いるすべてのスキャンデータ取得に関して使用される。テンプレートは、完全な又は組み合わされたＡＣマップを生成するため、対象物特有のＡＣマップ４４と組み合わされる。生のＳＰＥＣＴデータ３０は、完全な又は組み合わされたＡＣマップを用いて再構成される。

テンプレート生成に関して、患者支持テーブル及び／又はコイル又は他のアクセサリは、透過源１６（例えば、Ｇｅ−６８又はＣｓ−１３７）を備える核スキャナ１４（例えば、ＰＥＴ又はＳＰＥＣＴ）内部で撮像される。透過画像４８は、既知のアルゴリズムを用いて再構成され、アクセサリテンプレートとして直接用いられることができる。

代替的に、テンプレートは、以下の態様で生成されることができる。透過画像のグローバルヒストグラムが生成され、コイル又は他のアクセサリのセグメントが特定される。平均線形減衰係数（ＬＡＣ）値が、ヒストグラムの分布から決定される。コイル又は他のアクセサリは、高分解能ＣＴスキャンを用いて撮像される。ＣＴ画像は、セグメント化され、コイルに関するテンプレートを作成するためヒストグラムの分布から決定される計算されたＬＡＣ値を割り当てられる。図２は、コイル又は他のアクセサリ６２の周りで回転する回転可能なガントリー６０に取り付けられる点源１６を備える核スキャナ１４（例えば、ＰＥＴスキャナ、ＳＰＥＣＴスキャナ等）を示す。この点源は、例えば、コイル又は他のアクセサリの透過スキャンを実行するために使用されることができる。例におけるアクセサリは、ａ、ｂ及びｃというラベルの付いた３つの要素を含む。ある実施形態において、要素ａは局所ＲＦコイルであり、要素ｂは平面ＲＦコイルであり、要素ｃは患者支持テーブルである。３つの要素の線形減衰係数（ＬＡＣ）値は、透過スキャンの間に生成される透過マップから推定され、μ_ａ、μ_ｂ、μ_ｃという３つの個別のＬＡＣ値を割り当てられる。これらの値は、アクセサリ６２のセグメント化された減衰マップを作成するのに用いられ、ライブラリに予め格納されることができ、このアクセサリが関与するすべての再構成に用いられることができる。セグメント化は、コイルの高分解能ＣＴ画像に関して実行されることができる。

透過源１６（例えば、Ｇｅ−６８又はＣｓ−１３７）測定は、ＭＲテーブル、コイル及び他のアクセサリの減衰マップを生成するために使用される。透過画像は通常、低い統計及び分解能という共通の欠点を持つ。しかしながら、高い統計は長い透過スキャンを実行することにより得られることができる。なぜなら、テーブル及びコイルの減衰マップは一度だけ作成される必要があり、すべてのＰＥＴ（又は、ＳＰＥＣＴ）再構成に関して用いられることができるからである。この手法の利点は、５１１ｋｅＶでのテーブル及びコイルの物質の減衰値の正確な決定が可能である点にある。これは、ＣＴスキャンを用いては困難なことである。異なるＭＲコイルを用いる研究から、ＣＴスキャンを用いて得られるコイルの減衰マップを用いて構成されるＰＥＴ（又は、ＳＰＥＣＴ）画像は通常、減衰に関する過剰訂正の対象となる場合があることが観測された。この欠点は、開示されるシステム及び方法により解決される。

図３は、ＣＴデータ又は柔軟なＭＲコイルの透過データを用いて生成される、柔軟なＭＲコイル７２のＡＣマップテンプレート７０を示す。ＭＲ画像７６に示されるように患者の表面形状を整合させるため、患者を撮像する構成へとＡＣマップテンプレート７０をモーフィングすることを容易にするよう、複数のＭＲ画像基準マーカ７４がその上に配置される。例えば、ＡＣマップテンプレートは、複数のＭＲコイルの各々に関して事前に生成される。特定のＭＲコイルが、患者上で使用されることになるとき、そのＡＣマップテンプレートは選択され、患者のＭＲスキャンにおけるＭＲ基準マーカとの位置合わせのためモーフィングされる。これによりコイルの形状は、患者の輪郭に従うよう調整される。

ある実施形態によれば、基準マーカ７４はコイル７２に付けられる。このコイルは、基準マーカが見える及び特定されるＡＣマップテンプレートを生成するため、透過源又はＣＴスキャナ１８（図１）を持つＰＥＴ（又はＳＰＥＣＴ）スキャナ（例えば、図１又は図２の核スキャナ１４）を用いてその後スキャンされる。後続のＰＥＴ（又は、ＳＰＥＣＴ）及びＭＲ研究において、コイルは、ＭＲ撮影装置（図１）を用いて患者と共にスキャンされる。ここで、基準マーカは、ＭＲ画像７６においても見える（しかしコイルは見えない）。ＭＲ画像７６における基準マーカは、最終的な患者ＡＣマップを生成するため、（例えば、弾性画像レジストレーション等を用いて）ＡＣマップテンプレート７０におけるマーカと位置合わせされる。

こうして、基準マーカは、柔軟なコイルに付けられ、ＭＲ画像は、マーカの位置を示し、柔軟なコイル７２のＡＣマップテンプレート７０は、基準マーカを用いてＭＲ画像７６と位置合わせされ、その後患者特有の減衰マップへと結合される。この態様で、減衰訂正は、柔軟なＭＲコイル及び／又は撮像領域に配置されることができる他の剛性ＭＲコイル又は他のアクセサリの非剛性部分に関して容易にされる。

ある実施態様において、ＡＣマップテンプレートは、位置合わせされ、軸方向及び横方向において揃えられる。垂直方向は、テーブル長から分かる。唯一の残りの変数は、体上の柔軟なコイルの形状である。この変数は、コイルテンプレートを体の輪郭に対して弾性的に変換するため基準マーカを位置合わせすることにより確認される。

図４は、本書に説明される様々な側面に基づき、ＭＲコイルＡＣマップテンプレート７２が患者にフィットされる態様の別の例を示す。例えば、ステップ８０において、患者の表面７６'を定めるため、エッジ検出技術又はアルゴリズムが患者又は関心ボリュームのＭＲ画像７６上で実行される。柔軟なコイルの内側表面は、体の輪郭７６'に従わせることで整合又は変換される。

ある実施態様において、コイルは、ＡＣマップテンプレート７２を生成するため、透過源を持つＣＴ又はＰＥＴ（又は、ＳＰＥＣＴ）システムを用いてスキャンされる。後に、ＭＲスキャンは、回りにＭＲコイルが配置される患者に対して実行される。患者の体の輪郭が、特定され、エッジ検出技術を用いてコイルの内側表面と同じであるよう設定される。ＡＣマップテンプレートの内側表面は、患者の体の輪郭へとモーフィングされ又は従わされ、このモーフィングされたテンプレートが、最終的な患者減衰マップに挿入される。

図５は、核画像（例えば、ＰＥＴ又はＳＰＥＣＴ）における柔軟なＭＲコイル若しくはその一部、患者支持部、又は他のアクセサリが原因による減衰を訂正するためのＭＲベースの患者ＡＣマップを生成するため、ＣＴ又は透過データを用いて変形可能なＡＣマップテンプレートを生成し、患者のＭＲ画像に従わせる方法を示す。ＭＲベースの患者ＡＣマップは、１つ又は複数の既知の技術を用いて生成される。

ステップ９０において、基準マーカが、ＭＲコイル又は他のアクセサリに付けられる。ステップ９２において、ＭＲコイルは、ＣＴ、透過源（例えば、点源）を持つ核スキャナ（ＰＥＴ又はＳＰＥＣＴ）等を用いてスキャンされる。ステップ９４において、ＣＴ又は透過データから、このコイルに関するＡＣマップテンプレートが生成される。ステップ９０、９２及び９４が、ＡＣマップテンプレートの患者ＭＲ画像への適合に先立ってうまく実行されることができる点を理解されたい。例えば、ＭＲコイルの各タイプ及び／又はサイズの製造業者は、前もってコイルをスキャンすることができ、コイルと共に販売されるＡＣマップテンプレートを生成することができる。患者がＭＲ及び核スキャンを必要とするとき、ＡＣマップテンプレートは、核スキャンの間、ＭＲコイルによりもたらされる減衰を訂正するのに使用するためライブラリから呼び出される。

ステップ９６において、基準マーカの付いたコイルが、患者の周りに配置され、ＭＲスキャンが実行される。ステップ９８において、ＡＣマップテンプレートにおける基準マーカが、患者のＭＲ画像における基準マーカに位置合わせされる。これは、ＡＣマップテンプレートが患者画像に従う又はモーフィングすることをもたらす。位置合わせは、技師若しくはオペレータにより手動で、又は（例えば、メモリに格納され、プロセッサにより実行される）コンピュータ実行可能なアルゴリズム若しくは技術により、半自動的又は自動的に実行されることができる。

ステップ１００において、最終的な患者ＡＣマップを生成するため、モーフィングされたＡＣマップテンプレートが、核画像データにおける減衰を訂正するよう患者特有のＡＣマップに挿入される（例えばオーバレイされる等）。ステップ１０２において、取得された核スキャンデータを患者の核画像へと再構成するとき、最終的なＡＣマップが、核スキャンデータにおける減衰を訂正するために使用される。

図６は、ＣＴ又は透過データを用いて生成されるＡＣマップテンプレートを、核画像（例えば、ＰＥＴ又はＳＰＥＣＴ）における減衰を訂正するためのＭＲベースの患者ＡＣマップを生成するよう、基準マーカを使用することなしに、患者のＭＲ画像に従わせる方法を示す。ステップ１１０において、柔軟なＭＲコイルは、ＣＴスキャナ又は透過源（例えば、点源）を持つ核スキャナ（ＰＥＴ又はＳＰＥＣＴ）を用いてスキャンされる。ステップ１１２において、ＣＴ又は透過データから、このコイルに関するＡＣマップテンプレートが生成される。図５のステップ９０、９２及び９４に関して説明されるように、ステップ１１０及び１１２が、ＡＣマップテンプレートの患者ＭＲ画像への適合に先立ってうまく実行されることができる点を理解されたい。

ステップ１１４において、コイルは患者の周りに配置され、ＭＲスキャンが実行される。ステップ１１６において、患者の体の輪郭がＭＲ画像において特定される。ステップ１１８において、コイルの内側表面が、ＡＣマップテンプレートにおいて特定される。例えば、体の輪郭及び／又はコイルの内側表面の検出が、従来技術において知られるエッジ検出技術を用いて実行されることができる。ステップ１２０において、コイルの内側表面は、患者画像へとテンプレートを調整又はモーフィングするために、体の輪郭と位置合わせされる。ステップ１２２において、モーフィングされたＡＣマップテンプレートは、最終的な患者ＡＣマップを生成するため、核画像における減衰を訂正するためのＡＣマップに挿入される（例えばオーバレイされる等）。ステップ１２４において、取得された核スキャンデータを患者の核画像へと再構成するとき、最終的なＡＣマップが、核スキャンデータにおける減衰を訂正するために使用される。

図７を参照すると、例示的な病院システム１５０は、例えばＭＲ撮像デバイス１２、核スキャナ１４（例えば、ＰＥＴ又はＳＰＥＣＴ）、ＣＴスキャナ１８等の複数の撮像デバイスを含むことができる。これらは、３Ｄ画像表現を生成するために個別の又は共有された再構成プロセッサ１５２により再構成される撮像データを生成する。画像表現は、中央メモリ１５６又はローカルメモリ１５８へとネットワーク１５４を介して通信される。

ネットワークに接続されるステーション１６０において、オペレータは、中央メモリ１５６と局所メモリ１５８とに対して又はこれらの間で、選択された３ＤＡＣマップテンプレートを動かすため、ユーザインタフェース１７０を用いる。ビデオプロセッサ１６６は、選択されたＭＲコイルに関する選択されたＡＣマップテンプレートをディスプレイ１６８の第１のビューポート１７２_１に表示する。（例えば、患者及びＭＲコイルの）患者ＭＲ画像は、第２のビューポート１７２_２に表示される。第３のビューポート１７２_３は、ＡＣマップテンプレート及びＭＲ画像のオーバレイを表示することができる。例えば、ユーザは、ＭＲ画像における対応するにマーカに対して、コイルＡＣマップテンプレートにおける基準マーカを位置合わせすることが許可されることができる。例えば、オペレータは、インタフェース１７０を介して、ＭＲ画像における基準マーカに対応するテンプレートにおける基準マーカを（例えば、マウス、スタイラス又は他の適切なユーザ入力デバイスを用いて）選択する。代替的に、基準マーカは、メモリ２２に格納され、プロセッサ２０及び／又は１６６により実行されるプログラムにより自動的に揃えられることができる。その後ユーザインタフェース１７０においてプロセッサ２０（図１）は、揃えられた基準マーカを用いて、ＭＲ画像における患者の形状へとＡＣマップテンプレートにおけるコイルの形状を従わせるため、ワーッピング又はモーフィングアルゴリズムを実行する。

別の実施形態では、プロセッサ２０は、ＭＲ画像における患者の輪郭を特定するためエッジ検出アルゴリズムを実行し、ＡＣマップテンプレートにおけるコイルの内部表面を特定された輪郭へと揃える。

モーフィングされたテンプレートは、減衰訂正された核画像を再構成するために使用される精練された減衰マップを生成するため、患者のＭＲスキャンの間に取得されるＭＲデータから生成されるＭＲ減衰マップへと挿入される。この画像は、他の用途でも用いられることができる。例えば、治療計画ステーション１８０が、治療セッションを計画するために、減衰訂正されたＰＥＴ画像を用いることができる。一旦オペレータが満足するよう計画されると、計画された治療は、自動的な手順に適している場合、計画されたセッションを実現する治療デバイス１８２へと移されることができる。他のステーションは、様々な他の計画処理において減衰訂正されたＰＥＴ画像を用いることができる。

別の実施形態では、ビューポート１７２_３に表示されるオーバレイが、ＭＲ画像に対するコイルＡＣマップテンプレートを重み付けするよう調整可能である。逆もまた同じである。例えば、機械的であるか、又はディスプレイ１６８に示され、入力デバイスで操作されることができるスライダバー又はノブ（図示省略）が、ＭＲ画像又はＡＣマップテンプレートの重みを変化させるよう調整されることができる。１つの例において、オペレータは、ＭＲ及びＡＣマップテンプレート画像データの複数の及び／又は連続的な組合せを介して、（ビューポート１７２_２に示される）純粋なＭＲ画像データから（ビューポート１７２_１に示される）純粋なＡＣマップテンプレート画像データへとビューポート１７２_３における画像を調整することができる。例えば、ＡＣマップテンプレート画像データに対するＭＲ画像データの比率は、０：１から１：０まで離散的又は連続的に調整されることができる。別のオプションとして、ＭＲ画像はグレイスケールにおいて表示されることができ、ＡＣマップテンプレート画像はカラー化されることができる。逆もまた同じである。ＭＲ画像における基準マーカは、ＡＣマップテンプレート画像を対象物に関連付けるのに役立つ。

上述されたシステム及び方法は、例えば、核検出器（例えば、ＰＥＴ又はＳＰＥＣＴ）の撮像野において、ＭＲテーブル及びコイルを備えるハイブリッド撮像システムにおいて用いられることができる。

テンプレートは、テンプレートライブラリ４６（図１）に格納される。これは、ある実施形態では、携帯型データ記憶媒体又はメモリ（例えば、ＣＤ、フラッシュドライブ、メモリスティック、メモリカード又は他の適切な携帯型ストレージ媒体）に格納される。格納されたライブラリは、核画像における減衰を訂正するのに使用する購入者又はオペレータに提供される。

別の実施形態では、テンプレートライブラリは、サーバのメモリに格納され、核画像における減衰を訂正するのに使用するため、クライアント側のメモリ（例えば、中央メモリ１５６）へとユーザ又は購入者によりダウンロード可能である。

一旦ユーザが中央メモリ１５６へとテンプレートライブラリをダウンロード及び／又はインストールすると、本書に記載されるように、このライブラリは最終的なＡＣマップ生成、減衰訂等を容易にするため、ネットワークを介してアクセスされることができる。例えば、オペレータは、ユーザインタフェース１７０を用いてコイル識別コードを入力することができ、プロセッサ２０は、中央メモリ１５６から対応するコイルテンプレートを取得する。このテンプレートは、本書に説明されるように、核画像を再構成するとき減衰を訂正するための最終的なＡＣマップを生成するのに用いられる。この例によれば、複数のワークステーション又はユーザインタフェースは、特有の患者に関する必要に応じて、又はテンプレートがライブラリに提供されるコイルを使用する撮像セッションに関する必要に応じて、テンプレートライブラリにアクセスすることができる。

別の実施形態では、テンプレートライブラリは、既存の又は以前に購入されたスキャナ及び／又は撮像デバイスに関するアップグレードパッケージとして、ダウンロードを介して、及び／又はテンプレートが事前に生成され、ライブラリに格納された１つ又は複数のコイルの購入に応じて、ユーザに提供される。

図８は、テンプレートライブラリからコイルＡＣマップテンプレートを取得し、核画像を再構成するとき減衰を訂正するためのＡＣマップを強化する方法を示す。ステップ２００において、コイル識別情報が入力として受信される。コイル識別情報は、コイル識別コードとすることができる。ここで、各コイルは、ユニークな識別コード（数、アルファベット、英数字等）を持つ。このコードは、テンプレートが要求されるコイルを特定するためユーザにより入力される。別の例において、コイル識別情報は、（例えば、マウス、キーパッド、ディレクショナルアロー、スタイラス等を用いて）ユーザインタフェースにおけるコイルのアイコン又は画像を選択することによりユーザにより入力される。一旦コイル識別情報が受信されると、ステップ２０２において、特定されたコイルに関するテンプレートがテンプレートライブラリから取得される。ステップ２０４において、コイルテンプレートは、（例えば、図５及び図６に関してそれぞれ説明される基準マーカ技術又はエッジ検出技術を用いて）患者の輪郭に従うようモーフィングされる。ステップ２０６において、調整されたＡＣマップテンプレートは、最終的なＡＣマップを生成するため、患者ＡＣマップに挿入される。ステップ２０８において、減衰訂正は、核画像（例えば、ＰＥＴ又はＳＰＥＣＴ）への核スキャンデータの再構成の間、最終的なＡＣマップを用いて実行される。

本発明は、複数の実施形態を参照して説明されてきた。上記の詳細な説明を読み及び理解すると、第三者は、修正及び変更を思いつくことができる。それらの修正及び変更が添付の特許請求の範囲又はその均等物の範囲内にある限り、本発明は、すべての斯かる修正及び変更を含むものとして構築されることが意図される。

Claims (22)

1. 核スキャンの間、核スキャナ撮像野におけるアクセサリによりもたらされる核画像における減衰を訂正するための減衰訂正マップテンプレートを生成するシステムであって、
   プロセッサを含み、前記プロセッサが、
   前記アクセサリの核スキャンの間に取得される透過データから、前記アクセサリの減衰訂正マップテンプレートを生成し、
   前記減衰訂正マップテンプレートをメモリに格納し、及び
   複数の異なるアクセサリの各々に関するユニークな減衰訂正マップテンプレートを反復的に生成し、前記テンプレートが、オペレータによる呼び出し及び使用のため前記メモリにおけるテンプレートライブラリに格納される、システム。
2. 前記アクセサリが、ＭＲコイルを含み、
   撮像野に配置される前記ＭＲコイルを用いて患者を撮像するＭＲ撮像デバイスを更に含み、
   前記プロセッサが、
   格納された減衰訂正マップテンプレートをライブラリへとロードし、
   選択されたＭＲコイルに関する減衰訂正マップテンプレートを前記ライブラリから取得し、
   最終的な減衰訂正マップを生成するため、ＭＲベースの減衰訂正マップへと前記減衰訂正マップテンプレートを挿入し、
   前記患者の核画像データにおける前記ＭＲコイルであって、前記患者のスキャンの間、前記核スキャナの撮像野に存在する前記ＭＲコイルによりもたらされる減衰を訂正し、
   前記減衰訂正された核画像データを画像へと再構成する、請求項１に記載のシステム。
3. 前記プロセッサが、前記患者の輪郭に従うよう前記減衰訂正マップテンプレートを調整する、請求項２に記載のシステム。
4. 前記患者の輪郭を特定するエッジ検出技術を実行するためのコンピュータ実行可能な命令のセットを、前記プロセッサが実行し、前記メモリは格納し、前記プロセッサが、前記輪郭に従うよう前記減衰訂正マップテンプレートの形状を調整する、請求項３に記載のシステム。
5. 前記ＭＲコイルに付けられる基準マーカを更に有し、前記基準マーカの位置が、前記減衰訂正マップテンプレートにおいて特定され、
   前記ＭＲスキャンの間に取得されるＭＲデータは、前記基準マーカが見えるＭＲ患者画像を生成するよう再構成される、請求項３に記載のシステム。
6. 前記核スキャナが、陽電子放出断層撮影スキャナ及び単光子放出コンピュータ断層撮影スキャナの少なくとも１つである、請求項１に記載のシステム。
7. 前記透過源が、ゲルマニウム−６８点源及びセシウム−１３７点源の少なくとも１つである、請求項１に記載のシステム。
8. 前記アクセサリが、ＭＲコイルであり、前記プロセッサは、前記コイルに関する少なくとも１つの線形減衰係数値を決定し、前記少なくとも１つの線形減衰係数値を用いて、前記コイルに関する前記減衰訂正マップテンプレートを生成する、請求項１に記載のシステム。
9. 磁気共鳴コイルに関する減衰訂正マップテンプレートを生成する方法において、
   ＭＲコイルに複数の基準マーカを付けるステップと、
   前記ＭＲコイル及び基準マーカのスキャンデータを取得するステップと、
   前記基準マーカを用いて前記ＭＲコイルの減衰訂正マップテンプレートを生成するステップと、
   前記減衰訂正マップテンプレートを格納するステップと、
   複数の異なるアクセサリの各々に関するユニークな減衰訂正マップテンプレートを反復的に生成するステップであって、前記減衰訂正マップテンプレートが、オペレータによる呼び出し及び使用のためメモリにおけるテンプレートライブラリに格納される、ステップとを有する、方法。
10. 患者の周りに前記ＭＲコイルを配置するステップと、
    前記患者及び前記コイルのＭＲスキャンデータを取得するステップと、
    前記ＭＲスキャンデータをＭＲ患者画像へと再構成するステップと、
    最終的な減衰訂正マップを生成するため、前記患者のＭＲベースの減衰訂正マップへと前記減衰訂正マップテンプレートを挿入するステップと、
    前記患者の核画像における前記ＭＲコイルによりもたらされる減衰を訂正するため前記最終的な減衰訂正マップを使用するステップとを更に含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記ＭＲコイルが、柔軟なＭＲコイルであり、
    前記ＭＲ患者画像における体輪郭に前記減衰訂正マップテンプレートを従わせるため、前記ＭＲ患者画像における前記基準マーカへと前記減衰訂正マップテンプレートにおける前記基準マーカを位置合わせするステップを更に含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記ＭＲコイルの前記スキャンデータが、ＣＴスキャナを用いて取得され、
    前記ＭＲコイルのＣＴ画像をセグメント化するステップと、
    透過源を備える陽電子放出断層撮影スキャナを用いて、前記ＭＲコイルのスキャンデータを取得するステップと、
    前記透過画像のグローバルなヒストグラムを生成するステップと、
    前記減衰訂正マップテンプレートを生成するため、前記セグメント化されたＣＴ画像へとヒストグラム値をフィットさせるステップとを更に含む、請求項９に記載の方法。
13. 請求項９に記載の方法を実行するようプロセッサを制御するためのソフトウェアを搬送するコンピュータ可読媒体。
14. 減衰訂正された核画像を生成する方法において、
    患者の周りに選択されたＭＲコイルを配置するステップと、
    前記患者及び前記コイルのＭＲスキャンデータを取得するステップと、
    前記ＭＲスキャンデータをＭＲ患者画像へと再構成するステップと、
    前記選択されたＭＲコイルに対応する減衰訂正マップテンプレートをライブラリから取得するステップと、
    患者特有の減衰訂正マップを生成するステップと、
    最終的な減衰訂正マップを生成するため、前記減衰訂正マップテンプレート及び前記患者特有の減衰訂正マップを結合するステップと、
    前記患者及び前記選択されたＭＲコイルの核スキャンデータを取得するステップと、
    前記最終的な減衰訂正マップを用いて、前記核スキャンデータにおける減衰を訂正するステップと、
    前記減衰訂正された核スキャンデータを核画像へと再構成するステップとを含む、方法。
15. ＣＴスキャナを用いて、前記ＭＲコイルのスキャンデータを取得するステップと、
    前記ＭＲコイルのＣＴ画像をセグメント化するステップと、
    透過源を備える陽電子放出断層撮影スキャナを用いて、前記ＭＲコイルのスキャンデータを取得するステップと、
    前記透過データ値のヒストグラムを生成するステップと、
    前記減衰訂正マップテンプレートを生成するため、前記セグメント化されたＣＴ画像へとヒストグラム値をフィットさせるステップとを更に含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記ヒストグラムの分布から平均線形減衰係数値を決定するステップと、
    前記減衰訂正マップテンプレートを生成するため、前記平均線形減衰係数値を前記ＭＲコイルに割り当てるステップとを更に含む、請求項１４に記載の方法。
17. 前記患者の輪郭を特定するエッジ検出技術を実行するステップと、前記輪郭に従うよう前記減衰訂正マップテンプレートの形状を調整するステップとを更に含む、請求項１６に記載の方法。
18. 請求項１４に記載の方法を実行するようプログラムされた１つ又は複数のプロセッサを含む撮像システム。
19. メモリに格納される減衰訂正マップテンプレートのライブラリであって、
    複数のＭＲコイルの各々に関する少なくとも１つの事前生成された減衰訂正マップテンプレートを含み、
    前記少なくとも１つの減衰訂正マップテンプレートが、テンプレートが要求されるＭＲコイルを特定するコイル識別コードの入力に応じて、前記ライブラリから取得され、
    前記少なくとも１つの減衰訂正マップテンプレートは、前記複数のコイルにおける各ＭＲコイルの核スキャンの間に取得される透過データから生成される、ライブラリ。
20. 核スキャンデータにおける減衰を訂正するための患者減衰訂正マップを調整する方法において、
    減衰訂正マップテンプレートが要求されるコイルを特定するコイル識別情報を受信するステップと、
    メモリに格納されるテンプレートライブラリから前記特定された減衰訂正マップテンプレートを取得するステップと、
    患者画像における患者の輪郭に従うよう前記減衰訂正マップテンプレートを適合させるステップと、
    最終的な減衰訂正マップを生成するため、患者特有の減衰訂正マップへと前記適合された減衰訂正マップテンプレートを挿入するステップと、
    前記患者の減衰訂正された核画像を生成するため、患者の核スキャンデータを再構成するとき、減衰を訂正するステップとを含む、方法。
21. 患者画像の輪郭に従うよう前記減衰訂正マップテンプレートを適合させるステップが、基準マーカ技術を用いて実行される、請求項２０に記載の方法。
22. 患者画像の輪郭に従うよう前記減衰訂正マップテンプレートを適合させるステップが、エッジ検出技術を用いて実行される、請求項２０に記載の方法。

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