JP2019005555A - 対象物内の造影剤の量を監視するためのシステムおよび方法 - Google Patents

対象物内の造影剤の量を監視するためのシステムおよび方法 Download PDF

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Abstract

【課題】対象物１２内の造影剤の量を監視するための方法が提供される。【解決手段】方法は、撮像デバイス１８、２０を介して対象物１２の１つまたは複数の画像３０からコントラストデータを得ることを含む。前記コントラストデータは、前記造影剤に対応する。方法はさらに、動的モデル７０をコントラストデータに適用することによって１つまたは複数の画像３０の各々に対する造影剤の測定量を計算することと、動的モデル７０を介して造影剤の量の予測曲線６８を生成することとを含む。動的モデル７０は、１つまたは複数の画像３０の各々に対する造影剤の測定量に少なくとも部分的に基づいて予測曲線６８を生成する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、一般に、医療撮像システムに関し、より具体的には、対象物内の造影剤の量を監視するためのシステムおよび方法に関する。
造影剤は、撮像デバイス／システムによって得られた対象物の画像のコントラストを改良するために対象物／患者に注入される化学物質である。例えば、造影剤は、造影マンモグラフィ（「ＣＥＳＭ」）のような多くのＸ線撮像手順で使用される。有効とするためには、多くの造影剤が患者の関心領域（「ＲＯＩ」）内に最小閾値よりも高い量で存在しなければならない。しかし、多くの状況において、造影剤は、典型的には、経時的にＲＯＩ内の造影剤の総量を低下させる１つまたは複数の臓器、例えば腎臓によって患者から濾過され、次に得られる画像のコントラストを低下させる。しかし、患者内に存在する造影剤が多すぎると、１つまたは複数の臓器、例えば腎臓が機能しなくなる、および／または患者にアレルギー反応を起こさせる可能性がある。よって、ＲＯＩ内の造影剤の量を制御することは、医師が画質を維持するのに十分な造影剤がＲＯＩ内に存在することを保証し、かつ患者内の造影剤の量が臓器不全のリスクを低減するのに十分低いままであることを保証しなければならない均衡動作として見なすことができる。
したがって、造影剤は、通常、所定の時間スケジュールに基づく医療撮像手順中に患者に数回手動で再注入される。このような時間スケジュールは、典型的には、患者内の造影剤の拡散速度の静的モデルから医療手順の開始前に導出される。環境の変化、例えば患者の血圧、呼吸パターン、身体の動きなどの変化により、対象物内の造影剤の実際の拡散速度は、しばしば静的モデルによって予測されるものから著しく変化する。よって、医療従事者は、医療撮像手順を実行している間に、患者に注入する造影剤が多すぎたり少なすぎたりする可能性がある。
したがって、必要とされるのは、対象物内の造影剤の量を監視するための改良されたシステムおよび方法である。
国際公開第２０１６／１０９０６４号
一実施形態では、対象物内の造影剤の量を監視するための方法が提供される。前記方法は、撮像デバイスを介して対象物の１つまたは複数の画像からコントラストデータを得ることを含む。前記コントラストデータは、前記造影剤に対応する。前記方法はさらに、動的モデルを前記コントラストデータに適用することによって前記１つまたは複数の画像の各々に対する前記造影剤の測定量を計算することと、前記動的モデルを介して前記造影剤の前記量の予測曲線を生成することとを含む。前記動的モデルは、前記１つまたは複数の画像の各々に対する前記造影剤の前記測定量に少なくとも部分的に基づいて前記予測曲線を生成する。
別の実施形態では、対象物内の造影剤の量を監視するためのシステムが提供される。前記システムは、撮像デバイスと電子通信し、前記撮像デバイスを介して前記対象物の１つまたは複数の画像からコントラストデータを得るように動作するコントローラを含む。前記コントラストデータは、前記造影剤に対応する。前記コントローラはさらに、動的モデルを前記コントラストデータに適用することによって前記１つまたは複数の画像の各々に対する前記造影剤の測定量を計算し、かつ前記動的モデルを介して前記造影剤の前記量の予測曲線を生成するように動作する。前記動的モデルは、前記１つまたは複数の画像の各々に対する前記造影剤の前記測定量に少なくとも部分的に基づいて前記予測曲線を生成する。
さらに別の実施形態では、命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体が提供される。前記記憶された命令は、撮像デバイスを介して対象物の１つまたは複数の画像からコントラストデータを得るようにコントローラを適合させるように構成される。前記コントラストデータは、前記造影剤に対応する。前記記憶された命令はさらに、動的モデルを前記コントラストデータに適用することによって前記１つまたは複数の画像の各々に対する前記造影剤の測定量を計算し、かつ前記動的モデルを介して前記造影剤の前記量の予測曲線を生成するように構成される。前記動的モデルは、前記１つまたは複数の画像の各々に対する前記造影剤の前記測定量に少なくとも部分的に基づいて前記予測曲線を生成する。
本発明は、非限定的な実施形態の以下の説明を、添付の図面を参照して読むことにより、よりよく理解されるであろう。
本発明の一実施形態による、対象物内の造影剤の量を監視するためのシステムのブロック図である。 本発明の一実施形態による、図１のシステムを利用する撮像手順のための医療ワークフローの一例の図である。 本発明の一実施形態による、図１のシステムの動的モデルの図である。 本発明の一実施形態による、図１のシステムの動的モデルの別の図である。 本発明の一実施形態による、図１のシステムを利用して対象物内の造影剤の量を監視するための方法を示すフローチャートである。
以下、本発明の例示的な実施形態について詳しく説明するが、その例が添付の図面に示されている。可能な限り、図面全体を通して使用されている同一の参照符号は、同一または同様の部分を示し、重複する説明は省略する。
本明細書で使用する場合、「実質的に」「一般に」、および「約」という用語は、構成要素またはアセンブリの機能的目的を達成するのに適した理想的な所望の条件に対して、合理的に達成可能な製造およびアセンブリ公差内の条件を示す。本明細書で使用する場合、「電気的に結合された」、「電気的に接続された」、および「電気的通信」とは、電流が一方から他方に流れるように、参照される要素が直接的または間接的に接続されることを意味する。接続は、直接的な導電性接続（すなわち、介在する容量性、誘導性または能動素子がない）、誘導性接続、容量性接続、および／または任意の他の適切な電気的接続を含むことができる。介在する構成要素が、存在してもよい。「リアルタイム」という用語は、本明細書で使用する場合、ユーザが十分に即座に感知する、またはプロセッサが外部プロセスに追いつくことを可能にする処理応答性のレベルを意味する。さらに、本明細書で使用する場合、「撮像手順」および／または「医療撮像手順」という用語は、１つまたは複数のタスクを達成するのを支援する撮像システムを含む医療手順を指す。したがって、同様に本明細書で使用する場合、「タスク」という用語は、例えば、生検を得ること、ステントを血管に展開／設置すること、潰瘍を見つけること、詰まった動脈を撮像すること、患者を縫合すること、および／または他の医療プロセスなどの医療手順の目的を意味する。
さらに、本明細書で開示される実施形態は、Ｘ線ベースの撮像システムに関して説明されているが、本発明の実施形態は、磁気共鳴撮像（「ＭＲＩ」）システム、ポジトロン断層法（「ＰＥＴ」）、リアルタイム内視鏡撮像、および／または造影剤を利用する任意の他のタイプの撮像システムのような他のデバイスにも等しく適用可能であることが理解されるべきである。理解されるように、本発明が関連する撮像システムの実施形態は、一般に、内部で撮像することができる任意の材料内の対象物を分析するために使用することができる。このように、本発明の実施形態は、ヒト組織内の対象物を分析することに限定されない。
次に図１を参照すると、本発明の実施形態による、対象物／患者１２内の造影剤、例えば、ヨウ素の量を監視するためのシステム１０が示されている。理解されるように、システム１０は、患者１２内の構造１４、例えば、内部臓器、血管などを撮像するように動作する。例えば、患者１２は、乳房生検手順を受けていてもよく、被撮像構造１４は、患者１２の乳房の１つ内の病変であってもよい。図１に示すように、システム１０は、撮像デバイスを集合的に形成する放射線源１８および検出器２０と、コントローラ２２と、表示画面２４とを含む。放射線源１８は、構造１４が配置される患者１２のＲＯＩ２８を通して放射線ビーム２６を投射する。放射線ビーム２６は検出器２０によって受信され、検出器２０は複数の画像３０を生成して次にコントローラ２２に通信し、コントローラ２２は表示画面２４に送信され表示されるビデオフィード３２を生成する。
図１にさらに示すように、コントローラ２２は、少なくとも１つのプロセッサ／ＣＰＵ３４と、少なくとも１つのメモリデバイス３６とを含み、放射線源１８、検出器２０、および／または表示画面２４と電子通信する。撮像プログラム／アプリケーションは、少なくとも１つのプロセッサ３４にロードされると、検出器２０から受信した画像３０を処理することによってビデオフィード３２を生成するようにコントローラ２２を適合させる、少なくとも１つのメモリデバイス３６に記憶することができる。実施形態では、撮像プログラムはさらに、検出器２０および／または放射線源１８を制御するようにコントローラ２２を適合させることができる。
ビデオフィード３２は、複数のフレーム３８、４０、および４２を含む。本明細書で使用する場合、フレームという用語は、システム１０によって取得された複数の画像３０の１つまたは複数に少なくとも部分的に基づくことができる合成画像を説明する。例えば、実施形態では、取得画像３０の１つまたは複数を複数の画像３０から選択された基準画像に登録することによって、単一の合成画像／フレーム４２を生成することができる。１つまたは複数の画像３０を基準画像に登録することにより、発生／生成したフレーム４２内の構造１４のコントラストを増加させることができる。したがって、実施形態では、各フレーム３８、４０、および４２は、検出器２０からコントローラ２２によって受信された画像３０の１つまたは複数に少なくとも部分的に基づいてもよい。フレーム４２が生成されると、ビデオフィード３２の一部として、コントローラ２２によって表示画面２４に送信される。言い換えると、実施形態では、表示されたビデオフィード３２は、システム１０によって取得された原画像３０の処理された形態である。実施形態では、ビデオフィード３２は、ライブ／リアルタイムおよび／または準リアルタイムフィードであってもよい。他の実施形態では、フレーム３８、４０、および４２の１つまたは複数は、静止画像、例えば、写真であってもよい。
理解されるように、システム１０は、画像取得４４、４６、４８の一部として１つまたは複数の画像３０を取得することができ、同じ取得４４、４６、４８内の画像３０は、造影剤の患者１２への注入の間に取得される。
図２に示すように、撮像デバイス１８、２０は、例えば、乳房生検などの医療撮像手順５０の一部としてＲＯＩ２８を撮像するために利用されてもよい。このように、患者１２は、ＲＯＩ２８で造影剤の第１の注入５２を受け、続いて撮像デバイス１８、２０を介して５４、５６、５８、６０、６２、６４および６６で撮像することができる。ＲＯＩ２８における造影剤の量が経時的に低下するにつれて、本発明の実施形態は、撮像デバイス１８、２０を介して得られた画像３０の１つまたは複数からコントラストデータを監視する／得ることができる。理解されるように、「コントラストデータ」という用語は、本明細書で使用する場合、造影剤に対応する画像３０から取得されたデータ、例えば、対象物／患者１２内のコントラストの量の表示を行うデータを指す。同様に、「コントラスト信号」という用語は、本明細書で使用する場合、コントラストデータが伝達される媒体を指す。例えば、実施形態では、コントラスト信号は、黒色および白色が造影剤の高および低量をそれぞれ表すグレースケールスキームであってもよい。理解されるように、他の勾配スキーム、例えば、フルカラーを使用することができる。
図３に移って、次に動的モデル７０を各画像３０から得られたコントラストデータに適用して、１つまたは複数の画像３０の各々に対するＲＯＩ２８内の造影剤の測定／推定量を計算する。理解されるように、動的モデル７０は、動的モデル７０が患者１２内の造影剤のフラックス、すなわち、単位時間当たりの容積をモデル化することができるように、流体動態に少なくとも部分的に基づくことができる。
次に、動的モデル７０は、１つまたは複数の画像３０の各々に対する造影剤の測定／推定量に少なくとも部分的に基づいてＲＯＩ内の造影剤の量Ｃの予測曲線（実線６８で表される）を生成する。理解されるように、実施形態では、予測曲線６８は、時間ｔの期間にわたる患者１２内の造影剤の量Ｃを示す。例えば、図３に示す実施形態では、コントローラ２２は、時間ｔｉ０での患者１２への造影剤の注入に続いて、Ｃ１、Ｃ２、およびＣ３の測定／予測コントラスト量をそれぞれ有する時間ｔ１、ｔ２、およびｔ３の３つの画像Ｉ１、Ｉ２、およびＩ３を得る。次に、動的モデル７０は、Ｃ１、Ｃ２、およびＣ３の値に少なくとも部分的に基づいて図示の予測曲線６８を生成する。言い換えると、動的モデル７０は、コントラストデータ、例えば、Ｃ１、Ｃ２、およびＣ３を予測曲線６８に適合させるために使用される。理解されるように、動的モデル７０は、予測曲線６８を生成するために追加のパラメータおよび／または制約を利用する／組み込むことができる。例えば、実施形態では、動的モデル７０は、患者１２の容積、患者１２の重量、患者１２の質量、患者１２の形態、ならびに／または患者１２および／もしくはサンプル集団内の造影剤の履歴データに少なくとも部分的に基づいてもよい。
したがって、実施形態では、動的モデル７０は、患者１２内の造影剤の量が下側造影剤閾値７２を下回る／超えると予測される時間を表す造影剤減衰時間ｔＣｄを計算／推定することができる。下側造影剤閾値７２は、患者１２内の造影剤の量Ｃｄに対応し得、これは、まだ取得されていない、すなわち、現在時間ｔｐより前にＩ１、Ｉ２、Ｉ３が取得され、ｔｐ後にＩｎが取得される画像Ｉｎの所望の画質を維持するには不十分である。同様に、動的モデル７０は、破線７６で示すように、患者１２内の造影剤の量が上側造影剤閾値７４を上回る／超えると予測される時間を表す造影剤飽和時間ｔＣｓを計算／推定することができる。実施形態では、上側造影剤閾値７４は、患者１２に重大なリスク、例えば、臓器不全をもたらす量Ｃｓに対応し得る。よって、理解されるように、図３の破線のセグメント７６は、時間ｔｉ０において多量の造影剤が患者に注入されたシナリオにおける予測曲線６８の仮想経路を表す。さらに、予測曲線６８は、本明細書では連続線として示されているが、実施形態では、予測曲線６８は、破線であってもよく、および／または曲線以外の形状、例えば、矩形、三角形、および／または造影剤の減衰をモデル化する他の任意の形状を有してもよいことが理解される。
次に図４を参照すると、ある特定の態様では、動的モデル７０は、予測曲線６８に少なくとも部分的に基づいて動的モデル７０を介して造影剤の１つまたは複数の注入時間、例えば、ｔｉ１、ｔｉ２などを計算／生成することができる。理解されるように、実施形態では、１つまたは複数の注入時間ｔｉ１、ｔｉ２は、患者１２内の造影剤の量が上側造影剤閾値７４および／または下側造影剤閾値７２を超えないように構成されてもよい。実施形態では、動的モデル７０はまた、持続時間、注入される造影剤の容積などの１つまたは複数の注入パラメータを計算してもよい。
理解されるように、コントローラ２２は、アナウンサ７８（図１）を介して、注入時間ｔｉ１が近づいている、発生している、および／または発生したことをシステム１０のオペレータに通知するアナウンスメントを生成することができる。同様に、コントローラ２２は、造影剤飽和時間ｔＣｓおよび造影剤減衰時間ｔＣｄの少なくとも１つの前にアナウンサ７８を介してアナウンスメントを生成することができる。理解されるように、アナウンサ７８は、光学デバイス、聴覚デバイス、および／または情報をシステム１０のオペレータに伝達することができる任意の他のデバイスであってもよい。したがって、実施形態では、コントローラ２２は、１つまたは複数の警告ウィンドウ８０、８２、８４の間にアナウンスメントを生成することができ、その間に、下側造影剤閾値７２を超えることを避けるために、ある量の造影剤を患者１２に注入する必要がある。さらに、実施形態では、コントローラ２２は、動的モデル７０を介して計算された前述の注入パラメータの１つまたは複数に従って、注入器８６（図２および図５）を介して患者１２に追加の量の造影剤を注入することもできる。
次に図４および図５を参照すると、実施形態では、動的モデル７０は、１つまたは複数の画像３０の各画像からコントラストデータを得ながら、予測曲線６８を動的に調整することができる。例えば、コントローラ２２は、ｔｉ０で造影剤を患者１２に最初に注入した後の第１の画像Ｉ１を得て、ＲＯＩ２８内の造影剤の第１の量Ｃ１を決定／推定することができる。動的モデル７０を利用して、コントローラ２２は次に、Ｃ１に基づいてｔｉ１の初期値を計算することができる。次に、コントローラ２２は、第２の画像Ｉ２を得て、ＲＯＩ２８内の造影剤のＣ２を決定／推定することができる。Ｃ１およびＣ２からの情報に基づいて、動的モデル７０は、ｔｉ１、ｔＣｄ、および／または警告ウィンドウ８０が時間的にシフトするように、予測曲線６８の形状を更新／調整することができる。次に、コントローラ２２は、第３の画像Ｉ３を得て、ＲＯＩ２８内の造影剤のＣ３を決定／推定することができ、動的モデル７０は、Ｃ１、Ｃ２、およびＣ３からの情報に基づいて予測曲線６８の形状を再び更新／調整することができる。理解されるように、造影剤の注入と、患者１２内の造影剤の量が実際に閾値７２、７４を超える点との間に取得される画像３０が多いほど、予測曲線６８はより正確になる。言い換えると、実施形態では、造影剤の注入の間の画像３０の数を増やすことにより、動的モデル７０の分解能／精度が向上する。
さらに、実施形態では、動的モデル７０は、予測曲線６８を分析し、それを１つまたは複数の既知の造影剤についての１つまたは複数の既知の減衰曲線と比較することに基づいて、造影剤のタイプを決定することができる。
理解されるように、動的モデル７０の分解能／精度は、患者１２に関する情報、例えば、重量、容積、質量、血圧、呼吸数、および／または任意の他の要素を組み込むことによって高めることもでき、これは、患者監視デバイス８８、例えば、オキシメータを含む医療センサを介して収集され得る患者１２内の造影剤の流れおよび／または濾過に影響を及ぼし得る。さらに、データベース９０に記憶された履歴データは、動的モデル７０の分解能／精度を高めることもできる。例えば、履歴データは、患者１２内および／またはサンプル集団内の造影剤の事前に計算されたおよび／または測定された予測曲線を含むことができ、これは、動的モデル７０によってベースラインとして使用され、現在の予測曲線６８を生成することができる。さらに、実施形態では、動的モデル７０は、予測曲線６８が更新されると、前述の注入パラメータを調整／更新することができる。
最後に、システム１０は、必要な電子機器、ソフトウェア、メモリ、ストレージ、データベース、ファームウェア、論理／状態マシン、マイクロプロセッサ、通信リンク、ディスプレイまたは他の視覚または音声ユーザインターフェース、印刷デバイス、および本明細書に記載の機能を実行する、かつ／または本明細書に記載の結果を達成する任意の他の入力／出力インターフェースを含むことができることも理解されたい。例えば、前述したように、システムは、少なくとも１つのプロセッサと、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）およびリードオンリメモリ（ＲＯＭ）を含むことができるシステムメモリ／データストレージ構造とを含むことができる。システムの少なくとも１つのプロセッサは、１つまたは複数の従来のマイクロプロセッサと、数学コプロセッサなどの１つまたは複数の補助コプロセッサとを含むことができる。本明細書で論じられるデータストレージ構造は、磁気、光学および／または半導体メモリの適切な組み合わせを含み、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュドライブ、コンパクトディスクなどの光学ディスク、および／またはハードディスクまたはドライブを含むことができる。
さらに、本明細書に開示される方法を実行するようにコントローラを適合させるソフトウェアアプリケーションは、コンピュータ可読媒体から少なくとも１つのプロセッサのメインメモリに読み込まれてもよい。「コンピュータ可読媒体」という用語は、本明細書で使用する場合、実行のためにシステム１０の少なくとも１つのプロセッサ（または本明細書に記載のデバイスの任意の他のプロセッサ）に命令を提供するまたは提供することに関与する任意の媒体を指す。このような媒体は、不揮発性媒体および揮発性媒体を含むが、これに限定されない多くの形態をとることができる。不揮発性媒体は、例えば、メモリなどの光学ディスク、磁気ディスク、または光磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、典型的にはメインメモリを構成するダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）を含む。コンピュータ可読媒体の一般的な形態は、例えば、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、任意の他の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、任意の他の光学媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭ（電子的に消去可能なプログラム可能なリードオンリメモリ）、ＦＬＡＳＨ−ＥＥＰＲＯＭ、任意の他のメモリチップまたはカートリッジ、またはコンピュータが読み取ることができる任意の他の媒体を含む。
実施形態では、ソフトウェアアプリケーションにおける一連の命令の実行により、少なくとも１つのプロセッサによって本明細書に記載の方法／プロセスを実行させているが、ハードワイヤード回路は、本発明の方法／プロセスの具体化のため、ソフトウェア命令の代わりにまたはそれと組み合わせて使用され得る。したがって、本発明の実施形態は、ハードウェアおよび／またはソフトウェアの特定の組み合わせに限定されない。
上記の説明は例示的なものであり、限定的なものではないことが意図されていることはさらに理解されるべきである。例えば、上記の実施形態（および／またはその態様）は、互いに組み合わせて使用されてもよい。さらに、本発明の範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるために、多くの修正を行うことができる。
例えば、一実施形態では、対象物内の造影剤の量を監視するための方法が提供される。前記方法は、撮像デバイスを介して対象物の１つまたは複数の画像からコントラストデータを得ることを含む。前記コントラストデータは、前記造影剤に対応する。前記方法はさらに、動的モデルを前記コントラストデータに適用することによって前記１つまたは複数の画像の各々に対する前記造影剤の測定量を計算することと、前記動的モデルを介して前記造影剤の前記量の予測曲線を生成することとを含む。前記動的モデルは、前記１つまたは複数の画像の各々に対する前記造影剤の前記測定量に少なくとも部分的に基づいて前記予測曲線を生成する。ある特定の実施形態では、方法は、予測曲線に少なくとも部分的に基づいて動的モデルを介して造影剤の１つまたは複数の注入時間を計算することをさらに含む。ある特定の実施形態では、方法は、１つまたは複数の注入時間の各々で追加の量の造影剤を対象物に注入することをさらに含む。ある特定の実施形態では、１つまたは複数の注入時間は、対象物内の造影剤の量が上側造影剤閾値および下側造影剤閾値の少なくとも１つを超えないように構成される。ある特定の実施形態では、方法は、造影剤飽和時間および造影剤減衰時間の少なくとも１つを計算することと、造影剤飽和時間および造影剤減衰時間の少なくとも１つの前にアナウンスメントを生成することとをさらに含む。ある特定の実施形態では、動的モデルは、１つまたは複数の画像の各画像からコントラストデータを得ながら、予測曲線を動的に調整する。ある特定の実施形態では、動的モデルは、対象物の容積、対象物の重量、対象物の質量、対象物の形態、および対象物内の造影剤の履歴データの１つまたは複数に少なくとも部分的に基づく。ある特定の実施形態では、方法は、動的モデルを介してコントラストデータに少なくとも部分的に基づいて造影剤のタイプを決定することをさらに含む。ある特定の実施形態では、対象物の１つまたは複数の画像は、乳房生検手順の間に得られる。
他の実施形態は、対象物内の造影剤の量を監視するためのシステムを提供する。前記システムは、撮像デバイスと電子通信し、前記撮像デバイスを介して前記対象物の１つまたは複数の画像からコントラストデータを得るように動作するコントローラを含む。前記コントラストデータは、前記造影剤に対応する。前記コントローラはさらに、動的モデルを前記コントラストデータに適用することによって前記１つまたは複数の画像の各々に対する前記造影剤の測定量を計算し、かつ前記動的モデルを介して前記造影剤の前記量の予測曲線を生成するように動作する。前記動的モデルは、前記１つまたは複数の画像の各々に対する前記造影剤の前記測定量に少なくとも部分的に基づいて前記予測曲線を生成する。ある特定の実施形態では、コントローラはさらに、予測曲線に少なくとも部分的に基づいて動的モデルを介して造影剤の１つまたは複数の注入時間を計算するように動作する。ある特定の実施形態では、システムは、コントローラと電子通信する注入デバイスをさらに含む。このような実施形態では、コントローラはさらに、注入デバイスを介して１つまたは複数の注入時間の各々で追加の量の造影剤を対象物に注入するように動作する。ある特定の実施形態では、１つまたは複数の注入時間は、対象物内の造影剤の量が上側造影剤閾値および下側造影剤閾値の少なくとも１つを超えないように構成される。ある特定の実施形態では、システムは、コントローラと電子通信するアナウンサをさらに含む。このような実施形態では、コントローラはさらに、造影剤飽和時間および造影剤減衰時間の少なくとも１つを計算し、かつアナウンサを介して造影剤飽和時間および造影剤減衰時間の少なくとも１つの前にアナウンスメントを生成するように動作する。ある特定の実施形態では、動的モデルは、コントローラが１つまたは複数の画像の各画像からコントラストデータを得る間、予測曲線を動的に調整する。ある特定の実施形態では、動的モデルは、対象物の容積、対象物の重量、対象物の質量、対象物の形態、および対象物内の造影剤の履歴データの１つまたは複数に少なくとも部分的に基づく。ある特定の実施形態では、コントローラはさらに、動的モデルを介してコントラストデータに少なくとも部分的に基づいて造影剤のタイプを決定するように動作する。ある特定の実施形態では、撮像デバイスは、乳房生検装置の一部を形成する。
さらに他の実施形態は、命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体を提供する。前記記憶された命令は、撮像デバイスを介して対象物の１つまたは複数の画像からコントラストデータを得るようにコントローラを適合させるように構成される。前記コントラストデータは、前記造影剤に対応する。前記記憶された命令はさらに、動的モデルを前記コントラストデータに適用することによって前記１つまたは複数の画像の各々に対する前記造影剤の測定量を計算し、かつ前記動的モデルを介して前記造影剤の前記量の予測曲線を生成するように構成される。前記動的モデルは、前記１つまたは複数の画像の各々に対する前記造影剤の前記測定量に少なくとも部分的に基づいて前記予測曲線を生成する。ある特定の実施形態では、記憶された命令は、予測曲線に少なくとも部分的に基づいて動的モデルを介して造影剤の１つまたは複数の注入時間を計算するようにコントローラを適合させるようにさらに構成される。
したがって、理解されるように、取得画像に基づいて造影剤の予測曲線を生成することによって、本発明のいくつかの実施形態は、患者内の造影剤のフラックスに対する量および／または制御のより正確な監視を提供する。よって、本発明のいくつかの実施形態は、医療撮像手順中に患者に注入される造影剤の総量を減少させることができ、画質を維持および／または改良する一方で臓器不全のリスクを低減することができる。
さらに、理解されるように、本発明のいくつかの実施形態は、造影剤フラックスを制御するためのフレームワークを提供し、ＣＥＳＭ誘導生検手順の間に臨床ワークフロー効率および／または病変の可視性を最適化することができる。
さらに、本明細書に記載の材料の寸法およびタイプは、本発明のパラメータを定義することを意図しているが、決して限定的ではなく例示的な実施形態である。多くの他の実施形態は、上記の説明を検討すると当業者には明らかであろう。したがって、本発明の範囲は、添付した特許請求の範囲に与えられる均等物の完全な範囲と共に、添付した特許請求の範囲によって決定されなければならない。添付の特許請求の範囲において、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「ここにおいて（ｉｎ ｗｈｉｃｈ）」という用語は、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「ここにおいて（ｗｈｅｒｅｉｎ）」というそれぞれの用語の平易な英語（ｐｌａｉｎ−Ｅｎｇｌｉｓｈ）の均等物として用いられる。さらに、以下の添付の特許請求の範囲において、「第１の」、「第２の」、「第３の」、「上方」、「下方」、「底部」、「上部」などの用語は、単に名称として用いられ、その対象に数値的または定位置的な要件を課すことを意図していない。さらに、以下の特許請求の範囲の限定は、そのような特許請求の範囲の限定が「手段（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ）」の後にさらなる構造のない機能についての記載が続くフレーズを明白に用いない限り、そしてそうするまでは、ミーンズプラスファンクション形式で書かれたものではなく、そのように解釈されることを意図するものではない。
本明細書は例を用いて最良の形態を含む本発明のいくつかの実施形態を開示し、当業者によって任意のデバイスまたはシステムの作製および使用ならびに任意の組み込まれた方法の実行を含む本発明の実施形態を具体化させる。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者に思い付く他の例を含むことができる。そのような他の例は、それらが特許請求の範囲の文言から相違しない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言から実質的には相違しない同等の構造要素を含む場合、特許請求の範囲の技術的範囲に包含される。
本明細書で使用する場合、単数形で列挙され、「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」という単語に続けられる要素またはステップは、このような除外が明示的に述べられない限り、複数の前記要素またはステップを除外しないと理解されるべきである。さらに、本発明の「一実施形態」への言及は、列挙された特徴をも組み込む追加の実施形態の存在を除外するものとして解釈されることを意図しない。さらに、明示的に反対の記載がない限り、特定の特性を有する要素または複数の要素を「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」実施形態は、その特性を有さない追加のそのような要素を含むことができる。
本明細書に含まれる本発明の精神および範囲から逸脱することなく、上述した発明にある種の変更を加えることができるので、添付の図面に示された上記説明の主題のすべてが、単に本発明の概念を説明するための例として解釈され、本発明を限定するものではないことが意図される。
［実施態様１］
対象物（１２）内の造影剤の量（Ｃ）を監視するための方法であって、
撮像デバイス（１８、２０）を介して対象物（１２）の１つまたは複数の画像（３０）からコントラストデータを得ることであって、前記コントラストデータは、前記造影剤に対応する得ることと、
動的モデル（７０）を前記コントラストデータに適用することによって前記１つまたは複数の画像（３０）の各々に対する前記造影剤の測定量（Ｃ）を計算することと、
前記動的モデル（７０）を介して前記造影剤の前記量（Ｃ）の予測曲線（６８）を生成することとを含み、
前記動的モデル（７０）は、前記１つまたは複数の画像（３０）の各々に対する前記造影剤の前記測定量（Ｃ）に少なくとも部分的に基づいて前記予測曲線（６８）を生成する、方法。
［実施態様２］
前記予測曲線（６８）に少なくとも部分的に基づいて前記動的モデル（７０）を介して前記造影剤の１つまたは複数の注入時間（ｔｉ０、ｔｉ１、ｔｉ２）を計算することをさらに含む、実施態様１に記載の方法。
［実施態様３］
前記１つまたは複数の注入時間（ｔｉ０、ｔｉ１、ｔｉ２）の各々で追加の量の前記造影剤を前記対象物（１２）に注入することをさらに含む、実施態様２に記載の方法。
［実施態様４］
前記１つまたは複数の注入時間（ｔｉ０、ｔｉ１、ｔｉ２）が、前記対象物（１２）内の前記造影剤の前記量（Ｃ）が上側造影剤閾値（７４）および下側造影剤閾値（７２）の少なくとも１つを超えないように構成される、実施態様２に記載の方法。
［実施態様５］
造影剤飽和時間（ｔＣｓ）および造影剤減衰時間（ｔＣｄ）の少なくとも１つを計算することと、
前記造影剤飽和時間（ｔＣｓ）および前記造影剤減衰時間（ｔＣｄ）の少なくとも１つの前にアナウンスメントを生成することとをさらに含む、実施態様１に記載の方法。
［実施態様６］
前記動的モデル（７０）が、前記１つまたは複数の画像（３０）の各画像（３０）から前記コントラストデータを得ながら、前記予測曲線（６８）を動的に調整する、実施態様１に記載の方法。
［実施態様７］
前記動的モデル（７０）が、前記対象物（１２）の容積、前記対象物（１２）の重量、前記対象物（１２）の質量、前記対象物（１２）の形態、および前記対象物（１２）内の前記造影剤の履歴データの１つまたは複数に少なくとも部分的に基づく、実施態様１に記載の方法。
［実施態様８］
前記動的モデル（７０）を介して前記コントラストデータに少なくとも部分的に基づいて前記造影剤のタイプを決定することをさらに含む、実施態様１に記載の方法。
［実施態様９］
前記対象物（１２）の前記１つまたは複数の画像（３０）が、乳房生検手順の間に得られる、実施態様１に記載の方法。
［実施態様１０］
対象物（１２）内の造影剤の量（Ｃ）を監視するためのシステム（１０）であって、
撮像デバイス（１８、２０）と電子通信するコントローラ（２２）であって、
前記撮像デバイス（１８、２０）を介して前記対象物（１２）の１つまたは複数の画像（３０）からコントラストデータを得、前記コントラストデータは、前記造影剤に対応し、
動的モデル（７０）を前記コントラストデータに適用することによって前記１つまたは複数の画像（３０）の各々に対する前記造影剤の測定量（Ｃ）を計算し、かつ
前記動的モデル（７０）を介して前記造影剤の前記量（Ｃ）の予測曲線（６８）を生成するように動作するコントローラ（２２）を含み、
前記動的モデル（７０）は、前記１つまたは複数の画像（３０）の各々に対する前記造影剤の前記測定量（Ｃ）に少なくとも部分的に基づいて前記予測曲線（６８）を生成する、システム（１０）。
［実施態様１１］
前記コントローラ（２２）がさらに、
前記予測曲線（６８）に少なくとも部分的に基づいて前記動的モデル（７０）を介して前記造影剤の１つまたは複数の注入時間（ｔｉ０、ｔｉ１、ｔｉ２）を計算するように動作する、実施態様１０に記載のシステム（１０）。
［実施態様１２］
前記コントローラ（２２）と電子通信する注入デバイスをさらに含み、
前記コントローラ（２２）がさらに、
前記注入デバイスを介して前記１つまたは複数の注入時間（ｔｉ０、ｔｉ１、ｔｉ２）の各々で追加の量の前記造影剤を前記対象物（１２）に注入するように動作する、実施態様１１に記載のシステム（１０）。
［実施態様１３］
前記１つまたは複数の注入時間（ｔｉ０、ｔｉ１、ｔｉ２）が、前記対象物（１２）内の前記造影剤の前記量（Ｃ）が上側造影剤閾値（７４）および下側造影剤閾値（７２）の少なくとも１つを超えないように構成される、実施態様１１に記載のシステム（１０）。
［実施態様１４］
前記コントローラ（２２）と電子通信するアナウンサ（７８）をさらに含み、
前記コントローラ（２２）がさらに、
造影剤飽和時間（ｔＣｓ）および造影剤減衰時間（ｔＣｄ）の少なくとも１つを計算し、かつ
前記アナウンサ（７８）を介して前記造影剤飽和時間（ｔＣｓ）および前記造影剤減衰時間（ｔＣｄ）の少なくとも１つの前にアナウンスメントを生成するように動作する、実施態様１０に記載のシステム（１０）。
［実施態様１５］
前記動的モデル（７０）が、前記コントローラ（２２）が前記１つまたは複数の画像（３０）の各画像（３０）から前記コントラストデータを得る間、前記予測曲線（６８）を動的に調整する、実施態様１０に記載のシステム（１０）。
［実施態様１６］
前記動的モデル（７０）が、前記対象物（１２）の容積、前記対象物（１２）の重量、前記対象物（１２）の質量、前記対象物（１２）の形態、および前記対象物（１２）内の前記造影剤の履歴データの１つまたは複数に少なくとも部分的に基づく、実施態様１０に記載のシステム（１０）。
［実施態様１７］
前記コントローラ（２２）がさらに、
前記動的モデル（７０）を介して前記コントラストデータに少なくとも部分的に基づいて前記造影剤のタイプを決定するように動作する、実施態様１０に記載のシステム（１０）。
［実施態様１８］
前記撮像デバイス（１８、２０）が、乳房生検装置の一部を形成する、実施態様１０に記載のシステム（１０）。
［実施態様１９］
撮像デバイス（１８、２０）を介して対象物（１２）の１つまたは複数の画像（３０）からコントラストデータを得、前記コントラストデータは、前記造影剤に対応し、
動的モデル（７０）を前記コントラストデータに適用することによって前記１つまたは複数の画像（３０）の各々に対する前記造影剤の測定量（Ｃ）を計算し、かつ
前記動的モデル（７０）を介して前記造影剤の前記量（Ｃ）の予測曲線（６８）を生成するようにコントローラ（２２）を適合させるように構成された命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体であって、
前記動的モデル（７０）は、前記１つまたは複数の画像（３０）の各々に対する前記造影剤の前記測定量（Ｃ）に少なくとも部分的に基づいて前記予測曲線（６８）を生成する、非一時的コンピュータ可読媒体。
［実施態様２０］
前記記憶された命令が、
前記予測曲線（６８）に少なくとも部分的に基づいて前記動的モデル（７０）を介して前記造影剤の１つまたは複数の注入時間（ｔｉ０、ｔｉ１、ｔｉ２）を計算するように前記コントローラ（２２）を適合させるようにさらに構成される、実施態様１９に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
１０ システム
１２ 対象物／患者
１４ 構造
１８ 撮像デバイス、放射線源
２０ 撮像デバイス、検出器
２２ コントローラ
２４ 表示画面
２６ 放射線ビーム
２８ 関心領域（ＲＯＩ）
３０ 画像
３２ ビデオフィード
３４ プロセッサ／ＣＰＵ
３６ メモリデバイス
３８ フレーム
４０ フレーム
４２ フレーム
４４ 画像取得
４６ 画像取得
４８ 画像取得
５０ 医療撮像手順
５２ 造影剤の第１の注入
６８ 予測曲線
７０ 動的モデル
７２ 下側造影剤閾値
７４ 上側造影剤閾値
７６ 破線
７８ アナウンサ
８０ 警告ウィンドウ
８２ 警告ウィンドウ
８４ 警告ウィンドウ
８６ 注入器
８８ 患者監視デバイス
９０ データベース
Ｃ 造影剤の量
Ｃ１ 測定／予測コントラスト量
Ｃ２ 測定／予測コントラスト量
Ｃ３ 測定／予測コントラスト量
Ｃｄ 造影剤の量
Ｃｓ 臓器不全をもたらす量
Ｉ１ 画像
Ｉ２ 画像
Ｉ３ 画像
ｔ１ 時間
ｔ２ 時間
ｔ３ 時間
ｔｐ 現在時間
ｔｉ０ 注入時間
ｔｉ１ 注入時間
ｔｉ２ 注入時間
ｔＣｄ 造影剤減衰時間
ｔＣｓ 造影剤飽和時間

Claims (15)

  1. 対象物（１２）内の造影剤の量（Ｃ）を監視するための方法であって、
    撮像デバイス（１８、２０）を介して対象物（１２）の１つまたは複数の画像（３０）からコントラストデータを得ることであって、前記コントラストデータは、前記造影剤に対応する得ることと、
    動的モデル（７０）を前記コントラストデータに適用することによって前記１つまたは複数の画像（３０）の各々に対する前記造影剤の測定量（Ｃ）を計算することと、
    前記動的モデル（７０）を介して前記造影剤の前記量（Ｃ）の予測曲線（６８）を生成することとを含み、
    前記動的モデル（７０）は、前記１つまたは複数の画像（３０）の各々に対する前記造影剤の前記測定量（Ｃ）に少なくとも部分的に基づいて前記予測曲線（６８）を生成する、方法。
  2. 前記予測曲線（６８）に少なくとも部分的に基づいて前記動的モデル（７０）を介して前記造影剤の１つまたは複数の注入時間（ｔｉ０、ｔｉ１、ｔｉ２）を計算することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記１つまたは複数の注入時間（ｔｉ０、ｔｉ１、ｔｉ２）の各々で追加の量の前記造影剤を前記対象物（１２）に注入することをさらに含む、請求項２に記載の方法。
  4. 前記１つまたは複数の注入時間（ｔｉ０、ｔｉ１、ｔｉ２）が、前記対象物（１２）内の前記造影剤の前記量（Ｃ）が上側造影剤閾値（７４）および下側造影剤閾値（７２）の少なくとも１つを超えないように構成される、請求項２に記載の方法。
  5. 造影剤飽和時間（ｔＣｓ）および造影剤減衰時間（ｔＣｄ）の少なくとも１つを計算することと、
    前記造影剤飽和時間（ｔＣｓ）および前記造影剤減衰時間（ｔＣｄ）の少なくとも１つの前にアナウンスメントを生成することとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  6. 前記動的モデル（７０）が、前記１つまたは複数の画像（３０）の各画像（３０）から前記コントラストデータを得ながら、前記予測曲線（６８）を動的に調整する、請求項１に記載の方法。
  7. 前記動的モデル（７０）が、前記対象物（１２）の容積、前記対象物（１２）の重量、前記対象物（１２）の質量、前記対象物（１２）の形態、および前記対象物（１２）内の前記造影剤の履歴データの１つまたは複数に少なくとも部分的に基づく、請求項１に記載の方法。
  8. 前記動的モデル（７０）を介して前記コントラストデータに少なくとも部分的に基づいて前記造影剤のタイプを決定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  9. 前記対象物（１２）の前記１つまたは複数の画像（３０）が、乳房生検手順の間に得られる、請求項１に記載の方法。
  10. 対象物（１２）内の造影剤の量（Ｃ）を監視するためのシステム（１０）であって、
    撮像デバイス（１８、２０）と電子通信するコントローラ（２２）であって、
    前記撮像デバイス（１８、２０）を介して前記対象物（１２）の１つまたは複数の画像（３０）からコントラストデータを得、前記コントラストデータは、前記造影剤に対応し、
    動的モデル（７０）を前記コントラストデータに適用することによって前記１つまたは複数の画像（３０）の各々に対する前記造影剤の測定量（Ｃ）を計算し、かつ
    前記動的モデル（７０）を介して前記造影剤の前記量（Ｃ）の予測曲線（６８）を生成するように動作するコントローラ（２２）を含み、
    前記動的モデル（７０）は、前記１つまたは複数の画像（３０）の各々に対する前記造影剤の前記測定量（Ｃ）に少なくとも部分的に基づいて前記予測曲線（６８）を生成する、システム（１０）。
  11. 前記コントローラ（２２）がさらに、
    前記予測曲線（６８）に少なくとも部分的に基づいて前記動的モデル（７０）を介して前記造影剤の１つまたは複数の注入時間（ｔｉ０、ｔｉ１、ｔｉ２）を計算するように動作する、請求項１０に記載のシステム（１０）。
  12. 前記コントローラ（２２）と電子通信する注入デバイスをさらに含み、
    前記コントローラ（２２）がさらに、
    前記注入デバイスを介して前記１つまたは複数の注入時間（ｔｉ０、ｔｉ１、ｔｉ２）の各々で追加の量の前記造影剤を前記対象物（１２）に注入するように動作する、請求項１１に記載のシステム（１０）。
  13. 前記１つまたは複数の注入時間（ｔｉ０、ｔｉ１、ｔｉ２）が、前記対象物（１２）内の前記造影剤の前記量（Ｃ）が上側造影剤閾値（７４）および下側造影剤閾値（７２）の少なくとも１つを超えないように構成される、請求項１１に記載のシステム（１０）。
  14. 前記コントローラ（２２）と電子通信するアナウンサ（７８）をさらに含み、
    前記コントローラ（２２）がさらに、
    造影剤飽和時間（ｔＣｓ）および造影剤減衰時間（ｔＣｄ）の少なくとも１つを計算し、かつ
    前記アナウンサ（７８）を介して前記造影剤飽和時間（ｔＣｓ）および前記造影剤減衰時間（ｔＣｄ）の少なくとも１つの前にアナウンスメントを生成するように動作する、請求項１０に記載のシステム（１０）。
  15. 前記動的モデル（７０）が、前記コントローラ（２２）が前記１つまたは複数の画像（３０）の各画像（３０）から前記コントラストデータを得る間、前記予測曲線（６８）を動的に調整する、請求項１０に記載のシステム（１０）。
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