JPH07271963A - 医療画像を形成する方法 - Google Patents

医療画像を形成する方法

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JPH07271963A
JPH07271963A JP6251011A JP25101194A JPH07271963A JP H07271963 A JPH07271963 A JP H07271963A JP 6251011 A JP6251011 A JP 6251011A JP 25101194 A JP25101194 A JP 25101194A JP H07271963 A JPH07271963 A JP H07271963A
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scan
tissue
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JP6251011A
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George S Allen
ジョージ・エス・アレン
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T11/00—2D [Two Dimensional] image generation
    • G06T11/003—Reconstruction from projections, e.g. tomography
    • G06T11/008—Specific post-processing after tomographic reconstruction, e.g. voxelisation, metal artifact correction

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、特定のタイプの組織を映像する時
に種々の映像技術の相対的な利点を利用して容易にアク
セスできる走査技術によって与えられた情報を使用すし
て正確な推測を可能にする映像画像が必要とされてい
る。 【構成】 重要な領域の各空間位置に対して第１の映像
技術によってアクセス可能な１以上の物理的特性を反映
した第１の組のデータを発生し、重要な領域の各空間位
置に対して第２の映像技術によってアクセス可能な１以
上の物理的特性を反映した第２の組のデータを発生し、
メモリ記憶装置に各空間位置のアドレスと共に第１およ
び第２の映像技術によって発生されたデータを記憶し、
実施された映像走査で得られた物理的特性の測定値と重
要な特性との間の相関70に基づいて第１の値を各アドレ
スに割当てることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、人体組織の重要な特徴
の１以上の物理的特性を反映する人体組織の画像を提供
する問題に関する。本発明はまた人体組織の既知の特性
および隣接領域からその内部領域の未知の特性に関する
情報を推測する問題に関する。
【０００２】
【従来の技術】臨床医は、直接肉眼で検査するために人
体の内部を切り開く必要なしに、それらの部分を視覚化
する方法を長年の間探求している。臨床医が人体組織の
内部の画像を見ることを可能にした第１の技術はＸ線で
あり、それは1895年にレントゲンによるＸ線の発見から
数か月の内に骨の画像を形成するために使用された。
【０００３】これらの画像は、本質的に３次元空間から
得られた２次元外観であった。もちろん、人体組織は３
次元空間に存在しており、1970年代において３次元ベー
スでの人体組織に関する情報の獲得を可能にする装置が
開発された（例えば、Hounsfield氏は人体組織ボリュー
ムの密度を測定するスキャナを開発し、スライスとして
表示した）。
【０００４】それ以後の開発は既に開発された技術を進
歩させ、臨床医が人体組織のボリューム内の各ボリュー
ム成分に関する情報を得るために自由に種々の手段を有
するまでにした。これらの各技術において、問題とする
人体組織の領域は、ボクセル（voxel ）と呼ばれる非常
に多数の小さいボリュームの基本単位から成ると考えら
れる。ボクセルは長さ、幅および深さを有する。ボクセ
ルの寸法は、一般にスキャナ装置の固有の分解能および
使用される技術、並びにその技術が実施される基本的計
算力によって制限される。ボクセルは、重要な特性に関
してほぼ均一の属性（アトリビュート）の領域を示すの
に十分に小さいことが理想的である。
【０００５】種々のタイプの映像装置を使用した多数の
映像技術が空間のボリュームをボクセルに細分する。例
えば、磁気共鳴映像（ＭＲＩ）において、限られた厚さ
を有する患者の人体組織等の“スライス”は予め定めら
れたパルス信号により励起される。このパルス信号は、
スライス中の陽子（例えば水素陽子）を共振させ、信号
を出力し、その強度は陽子密度により直接変化する。異
なる特性は、走査に使用される励磁エネルギ、緩和時間
パラメータ等を変化し、並びに種々の化学像影剤のいく
つかを使用するかまたは全く使用しないことによって走
査の焦点であることができる。どの技術を使用しても、
それは結果的に各ボクセル内に含まれる物質の特性の測
定値を生じさせる。このような測定値は、スライス（１
つのボクセルの厚さと同じ程小さい）を横切って強度が
変化する電気信号に変換され、データベースに記憶され
る。測定された各強度は、実際には患者の人体組織中の
限られたボリューム空間、すなわちボクセルに対する走
査技術によりアクセスされる重要な特性の値を表す。Ｍ
ＲＩの完全な理解は、この発明の技術的範囲を越える。
ＭＲＩのさらに詳細な説明は、文献（Robert B.Lufkin
氏による“The MRIManual”，Year Book Medical Publi
shers，1990年）に記載されている。
【０００６】別の医療映像技術は、コンピュータ化され
た断層Ｘ線写真法（ＣＴ）である。ＣＴにおいて、Ｘ線
は例えば患者の人体組織のスライスを照射する。この電
磁放射線が人体組織を通過すると、その強度が測定され
て記憶される。一般に、Ｘ線源は患者の人体組織の周囲
を回転され、電磁強度の測定がＸ線源のそれぞれ異なっ
た位置に対して行われる。結果的なデータは、コンピュ
ータにおいて処理され、人体組織スライス中の各ボクセ
ルに対して強度値を決定する。この強度値は物理的な特
性に比例し、ＣＴスキャナはボクセル内に配置された物
質の陽子密度を感知するように構成されている。ＣＴの
完全な理解は、この発明の技術的範囲を越えている。Ｃ
Ｔ映像のさらに詳細な説明は、文献（Richard R.Carlto
n およびArlene M.Adler氏による“Principles of Radi
ographic Imaging-An Art and aScience ”，Delmar Pu
blishing ，1992年）に記載されている。
【０００７】ボクセルの概念は、データを構成し、処理
するのに有効であるが、それはどのような走査技術が使
用されてもそれと関係なく、情報が臨床医に提供される
形態ではない。表示技術および人間が情報を観察するこ
とを所望する方法における限界のために、データはビデ
オスクリーンまたは写真等のハードコピーのいずれかの
２次元描写から臨床医に提供される。２次元画像が提供
される基本単位は画素として知られている。
【０００８】ＭＲＩ画像の生成時に、各ボクセルに対し
て測定された信号強度は、表示装置に関連した値に変換
される。例えば、測定された強度が８ビット／画素の中
間調モニタ上に表示された場合、表示されたスライス中
の各ボクセルに対して測定された各強度は 0乃至255
（すなわち、 0乃至｛ 28 −1 ｝）の間の値に変換され
る。測定された強度に応じて、構成画素の表示である画
像が生成され、１つの画素がスライス中の各ボクセルに
対して定められる。全体として、これらの画素は、熟練
者によって解釈されることができる画像が結果的に得ら
れる方法で映像装置によって検出された特性からスライ
ス内に含まれる構造を視覚的に表す。同様に、表示のた
めにＣＴ画像を形成する時、スライス中の各ボクセルに
対して測定された特性、すなわち陽子密度に対応した強
度値は、表示装置上に画像を実際に形成する画素を定義
するために単色の中間調にスケールされなければならな
い。ＣＴ画像では、ＭＲＩ画像に比較して骨に関する高
レベルの鮮明度が観察される。これは、ＣＴ画像に対す
る中間調での高い値に対応した高密度の骨物質のためで
ある（すなわち、純白は中間調で最高値を表す）。再
度、これらの画素は熟練者によって解釈されることがで
きる画像が結果的に得られる方法で映像装置により検出
された特性からスライス内に含まれた構造を視覚的に表
す。
【０００９】開発されている個々の走査技術において、
臨床医に提供される情報が改善されるように努力されて
いる。例えば、医療画像中の異なるタイプの物質を区別
するために多数の方法が使用されている。例えば、Dreb
in氏他による米国特許第 4,835,712号明細書において、
各ボクセルは異なる材料（空気、脂肪、骨および柔らか
い組織）のパーセンテージで階級化される。カラーは各
ボクセルの外観を発生するために使用される各材料に割
当てられる。
【００１０】Kennedy 氏他による米国特許第 5,185,809
号明細書において、組織のタイプに応じて医療画像の異
なる部分の輪郭を描くための装置が記載されている。こ
のような輪郭描写は、利用者が画像中の異なる物質タイ
プを識別することを可能にする。Greensite 氏による米
国特許第 4,991,092号明細書において、重要な領域のサ
ブ領域間のコントラストを増大するための画像プロセッ
サが記載されている。異なるタイプの生物学的組織は、
良好なコントラストのためにそれらのＮＭＲ特性に応じ
て異なるカラーをそれぞれ割当てられる。Merickel氏他
による米国特許第 4,945,478号明細書では、大動脈の画
像を表示するための映像システムが説明されている。患
者のＭＲＩ導出データ（例えば、Ｔ1 加重された、Ｔ2
加重された）は、大動脈中の異なる組織のタイプ（特
に、斑構成組織）を識別するために使用される。組織の
タイプが識別されると、各組織のタイプを表すそれらの
画素は均一なカラーを与えられる。Cline 氏他による米
国特許第 5,187,658号明細書において、固体の対象物の
内部領域内に含まれる内部構造をセグメント化するため
のシステムが記載されている。Gouge 氏他による米国特
許第 5,224,175号明細書には、超音波画像を解析する方
法が記載されている。超音波画像からの値は、組織のタ
イプを識別するために既知の組織に対する値と比較され
る。Herbstein 氏他による米国特許第 3,903,414号明細
書において、Ｘ線回折、螢光発光および吸収を組合せる
システムが簡単に説明されている。
【００１１】上記の参照文献の内容はここではそのまま
参照文献として含まれている。一般に、そこに教示され
た技術には単一のタイプのスキャナによって提供された
データを処理することが必要である。結果的な画像は目
にとってさらに快適であるか、或はある付加的な機能を
有するが、それは依然として問題の基本的な走査様式を
特徴付ける何等かの不確かさを必然的に含んでいる。個
々の各走査技術は、映像装置が測定する材料の物理的な
特性の視覚的な表示を提供するのに限られている。残念
ながら、その物理的特性は臨床医が直接測定することを
実際に所望するものに対応しないか、或はそれは臨床医
が減少することを所望する固有のレベルの不確かさを含
んでいる。この問題は、臨床医が最も明確に利用を所望
する特性の特別な場合：明視できる組織の視覚的外観を
考えた場合に、さらに明らかに理解される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】臨床医は、手術によっ
てそれを露にせずに人体組織の隠れた内部領域を観察す
ることに最も興味をもっている。或は臨床医がある方法
で手術をする場合に、手術方法をより良好に計画するた
めに、臨床医は患部が切開される前に、手術により露に
されるものを観察することを所望する。さらに、臨床医
は手術により露にされるものに隣接した領域を観察する
ことを所望する。したがって、理想的に必要とされるも
のは、観察される各タイプの物質（組織）に対するカラ
ーの適切な選択を含んでいる外科医の目に見えるものを
示す走査である。脳手術において、外科医が目にする視
覚的に異なるタイプ、すなわちカラーおよび外観によっ
て区別可能な人体組織の数は少ない（機能または電気的
活動度等によって組織を特徴付けることができる不可視
的な方法を考慮するならば、潜在的にもっと多数の“タ
イプ”の人体組織が存在しているけれども）。外科医が
視覚的な補助器具なしに可視的で、区別可能であり（例
えば、骨、白色物質、灰色物質、静脈組織等）、また特
有の外観およびカラーによって視覚的に特徴付けられる
（すなわち、各タイプの組織の外観はその“特性”であ
る）ほぼ10個程度のこのようなタイプの組織が存在して
いる。残念ながら、既存の走査技術は、それらが獲得で
きる情報に関する各スキャナタイプにおける上記の限界
のために臨床医が実際に見るものに対応した画像を提供
することができない。例えば、ＣＡＴスキャンは存在し
ている種々のタイプの柔らかい組織を検出し区別する作
業をそれ程良好に行わず、骨を示すのに優れている。同
様に、ＭＲＩスキャン（種々のパラメータおよびコント
ラスト剤の選択により変化されることができる）は、存
在している種々のタイプの柔らかい組織を良好に区別す
るが、骨をあまり正確に示さない。人体組織の一部分を
走査または映像化するその他の形態は、それらがアクセ
スし易い物理的特性の範囲において不完全である。既知
のタイプの走査における固有の限界およびそれらの最適
な使用の組織特異性のために、これらの走査から導出さ
れた画素の着色でさえ人体組織の一部分の真の画像を示
すことは不可能である。それは、個々の走査は臨床医が
見る種々のタイプの組織の全てを区別できないためであ
る。
【００１３】各映像技術によって最も正確に得られる情
報に基づいて複合画像を形成するように特定のタイプの
組織を映像化する時に種々の映像技術によって所有され
る相対的な利点を利用した映像技術が必要とされてい
る。もっと容易にアクセスできる特性に関するいくつか
の走査技術によって与えられた情報を使用することによ
って、任意の１つの走査技術では容易に利用できない特
性（可視的外観）に関する推測をさらに正確に形成する
ことができる映像画像が必要とされている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、多数のソース
から導出されたボクセル割当て情報を一体化して重要な
領域の正確な表示にする新しい方法を提供する。この方
法は、重要な領域の視覚的な表示を生成するために使用
されることができるデータセットを生成する。典型的
に、臨床医は、通常の明るさで人体組織の対応した２次
元表面を直接その目で見た場合に見えるものをこの視覚
的な表示が示すことを好む。この表示は２次元ベースの
表示または３次元視野（ホログラフ表示を介したよう
な）の形態を取ることができる。さらに広義に、この方
法により、さらに容易にアクセスできる別の特性に関す
る情報を使用することによって、直接アクセスできない
物質の隠れた領域の特性に関して推測することができ
る。人体組織のボリュームとしてボクセルを考えると、
多数の特性が各ボクセルに属すると考えられることがで
きる。これらの特性は、もちろんそれに限定されるもの
ではないが、密度（ＣＴスキャンを介したような）、音
響伝達特性、電気的活動度、温度、可視光下における真
の外観、エネルギ使用、放射性同位元素を含む方法（Ｐ
ＥＴを介して）、種々のＭＲＩベースのパラメータ（特
にＴ1 およびＴ2 等の）、並びに位置特定情報を提供す
るスキャナまたはその他の装置によって検出可能なその
他のパラメータを含んでいる。上記の特性（密度等）の
いくつかは、既知の走査技術（例えば、ＣＴ）を使用し
て少なくともいくつかのタイプの組織に対して直接確認
可能である。しかし、神経外科医にとって重要なほぼ10
個のタイプの組織のそれぞれに対する真の視覚的外観等
の別のものは、どの１つの走査でも直接アクセスするこ
とができず、すなわちいくつかの走査による確認を必要
とする。
【００１５】本発明の第１の観点によると、第１に、制
御され、十分に定義された観察シリーズにおいて収集さ
れた画像データに標準方式の統計的方法を適用すること
によって、10個程度の視覚的に異なるタイプの物質のそ
れぞれ１つと直接アクセス可能な走査可能な各特性との
間の関係を経験的に決定する。その後、種々の走査様式
から主に導出された特性の測定のどの組合わせが外観
（ここに論じられている特性）によって必要な程度の特
異性により各10個の既知のタイプの組織を十分に定義す
るかを決定するために、この情報が使用されることがで
きる。
【００１６】さらに広い意味において、既知の測定可能
な特性に関する情報は、ボクセルの別の、アクセス可能
でない物理的特性の値に関する推測を形成するために使
用されることができる。人体組織の一部分の真のカラー
外観は、この領域を外科的に露にする臨床医が直接アク
セスできない特性の１例に過ぎない。その後、この情報
はコンピュータメモリに含まれた一連の検索表に記憶さ
れる。
【００１７】組織のタイプ（すなわち、別の識別可能な
表面または重要な領域のボリューム成分）の走査可能な
特性と真の視覚的画像（すなわち、特性）との間の必要
な相関が得られれば、この領域の真のカラー忠実度を提
供するようにカラーコード化されることができる人体組
織の一部分の２次元視野を提供するために画素を発生す
ることが可能になる。臨床医は、この領域を外科的に露
にした時に彼が目にするものを示した画像を獲得する。
これは以下のように行われる。臨床医は、人体組織のど
の領域（例えば脳）のカラーの真の概観を所望するのか
を決定する。それが脳である場合、臨床医およびコンピ
ュータは10個程度のタイプの視覚的に区別されるタイプ
の物質が存在していることを認識する。その後、コンピ
ュータはそのメモリを探索し、真のカラーの画像を生成
するのに必要なデータを提供するためにどのタイプの走
査が必要とされるかを臨床医に知らせる。必要とされる
走査は、各走査内において物理的空間に対する画像空間
の整合を行い、並びに走査間の空間画像への画像空間の
整合を行わなければならない。これを達成する１つの方
法は画像マーカの使用であり、それは米国特許第 4,99
1,579号明細書に記載されており、その次に好ましい別
の方法はステレオフレームの使用である。必要な走査が
既に取られている場合には、これらの走査によって発生
された情報はメモリ中に負荷される。コンピュータは種
々のパラメータ間で前に定められた実験的に導出された
関係を有しており、臨床医は走査およびそれらの真の視
覚的外観による種々の組織タイプを介して遠隔的にアク
セスすることが可能であり、10個の各組織タイプに外観
で対応したこの平面中のそれらのボクセルのアドレスを
次々に選択的に摘出する。（もちろん、低いカラー忠実
度が臨床医によって所望された場合、必要とされる組織
のタイプはこれより少ないか、或は要求される走査が少
ない。）平面中のボクセルを考慮することによって、重
要な各ボクセルのアドレスは、形成している画像上の画
素アドレスを定めることができる。例えば、平面に沿っ
て存在しているボクセルのアドレスは、平面画像を形成
する画素のグループを定めるために使用されることがで
きる。その後、コンピュータ内の第２の表が各ボクセル
に割当てられた各特定の組織のタイプに対応した真のカ
ラーを定めると、コンピュータは組織のタイプに基づい
て各画素にカラーを割当てる。これが実行されると、コ
ンピュータは、10個の既知の組織のタイプの１つを描く
ように各画素がコンピュータ内で定められ、また既知の
対応した組織タイプの実際のカラーに一致した表示のた
めにカラーを割当てられる画像をスクリーンまたは紙面
に生成する。
【００１８】本発明は、外科医が見るものに対応した概
観を提供することに限定されず、示すことを所望された
特徴または特性と種々の映像技術を介して得られること
ができたデータとの間の実験的に定められた関係に依存
することによって、任意の人体組織または生理学的特徴
のグラフィック表示を提供することに拡張されることが
できる。
【００１９】
【実施例】人間の頭部の真のカラー画像を提供する作業
を参照して、本発明の方法をさらに説明する。臨床医
は、頭部のどのエリアを映像化することを所望し、また
どの特定のタイプの組織を見たいのかを最初に決定す
る。典型的に、外科医は特定の診断にとって最も重要な
頭部の部分だけを示した画像を得ることに関心がある。
この例では、ある症状に対して脳を評価するために、外
科医は診断のために次の組織：灰色物質を含む頭蓋骨、
静脈、動脈、脳組織、および白色物質を含む腫瘍、脳室
および視神経の観察が必要であると判断している。この
情報は、使用者インターフェイス50を介してコンピュー
タ55に入力され、ここにおいてそれは指定された特性表
と呼ばれる表52に記憶される。この表は、臨床医が指定
した組織の各タイプの画像を形成するための情報を最も
良好に提供するために実行されるべき走査のタイプを相
関させる付属表53を含んでいる。必要とされる走査特定
パラメータ（例えば、ＭＲＩスキャンに対するガドリニ
ウムの使用）と共にこれらの走査のリストは、インター
フェイス50を介して臨床医に表示される。その後、患者
はコンピュータ指定された走査にさらされる。
【００２０】その後、コンピュータは各指定されたタイ
プの組織を特徴付けるのに最も適した特定の走査を決定
する。これは主に従来の経験的な研究結果から決定され
る。上記の例に関して、骨または頭蓋骨は、強化されて
いないＣＴスキャンにより最も良好に観察されることが
できることが知られている。静脈および動脈は、ＭＲＩ
静脈管撮影像およびＭＲＩ動脈管撮影像によりそれぞれ
最も良好に観察されることができる。脳の白色物質は、
Ｔ−１ ＭＲＩスキャンによりもっと明瞭に観察される
ことができる。灰色物質は、Ｔ−２ ＭＲＩスキャンに
より最も良好に観察されることができる。視神経に注目
する場合、これらはＴ−１ ＭＲＩスキャンにより観察
されることができる。特定の腫瘍が注目されている場合
には、これはガドリニウムによるＴ−２ ＭＲＩスキャ
ンにより最も良好に観察されることができる。脳室に対
して、これはＴ−１ ＭＲＩスキャンにより最も良く観
察されることができる。さらに、それは任意の特定の特
徴と相関するその特性の値の範囲が上記のスキャンによ
って測定された各物理的特性に関して実験的に決定する
ことができる。例えば、その特定のハウンスフィールド
（Hounsfield）数と関連したボクセルが骨を含む確率で
ＣＴスキャンにおいて発生されたハウンスフィールド数
の大きさの間に相関が導入されることができる。同様
に、統計的な相関は、任意の他の特性および経験的な研
究によって測定された値に関して経験的に決定されるこ
とができる。これらの関係は、経験的関係表70に記憶さ
れる。
【００２１】各走査において、患者は、重要である患者
の頭部内の各ボリューム成分に対して固定されたアドレ
スを定めるための手段を与えられる。この手段は、Alle
n 氏による米国特許第 4,991,579号明細書に記載されて
いるような一連の３つ以上の標準マーカであることが好
ましい。固定されたアドレスを定めるその次に好ましい
手段はステレオフレーム、すなわち頭蓋骨の比較的変化
しない特徴に頭蓋骨の内部を関連させた輪郭データの使
用を含む。頭部内の特定の成分に対して１つの走査によ
り提供されたデータを、頭部内のその同じ成分に対して
別の走査により提供されたデータに関連させるためにあ
る手段が設けられる必要がある。これは、患者がスキャ
ナからスキャナへ物理的に移動されなければならない場
合、或はある時間間隔で一時的に単一のスキャナにおい
て患者の映像を形成することが所望されるときに特に重
要である。統計的な相関が情報を推測するために使用さ
れることができる程度は、これらのデータ組が互いにマ
ップされることができる正確さに依存し、標準マーカは
このようなマッピングを正確にする好ましい手段であ
る。
【００２２】各走査により、重要なボクセルに関連した
特性が測定され、電圧で表されることができる。各ボク
セル測定値は、コンピュータ内のデータ構造（アレイ
等）、または典型的にマス記憶装置に記憶される。この
第１のアレイは各ボクセルに対応した一連のアドレスを
含んでいる。ボクセルは、例えば上記の標準マーカの使
用によって患者の肉体的空間に関連させることができ
る。スキャナが測定した特定の特性の大きさの数表記は
各アドレスと関連されている。与えられた例において、
ＣＴスキャンによって発生された値は、表またはアレイ
61に記憶される。
【００２３】コンピュータによって指定された各タイプ
の走査に対してプロセスが反復される。各走査過程は、
別の走査と同じアドレスを有するが、スキャナが測定し
た特性の大きさを反映した数を含むそれ自身のデータア
レイまたは表を生成する。与えられた例において、表62
はＭＲＩ静脈管撮影像によって発生されたデータを含
み、表63はＭＲＩ動脈管撮影像によって発生されたデー
タを含み、表64はＴ−１ＭＲＩによって発生されたデー
タを含み、表65はＴ−２ ＭＲＩからのデータを含み、
表66はガドリニウムによるＴ−２ スキャンによって発
生されたデータを含む。情報のソースと同数の表が存在
することが可能である。
【００２４】走査がメモリに入力されたとき、コンピュ
ータは指定特性表52に戻り、臨床医が見ることを所望す
る予め選択された特性を抽出するように進行する。その
特性（すなわち、特定された組織）に対して、コンピュ
ータは経験的関係表70において所望の正確度内でその組
織のタイプの存在に相関した走査により得られた特性の
値の範囲を検索する。特定の例において、特定の組織タ
イプに属するものとしてボクセルを指定することは単一
の走査から得られた値の検査だけを必要とする（例え
ば、骨はＣＴスキャンのハウンスフィールド数の考察だ
けから決定されることができる）。しかしながら、一般
に経験的関係表70は考察されている特定のタイプの組織
に対応したボクセルの識別子を決定する時に種々の走査
から得られた値を相関させる。ボクセルと関連した特性
の識別子が定められると、情報が推測特性表75に記憶さ
れる。
【００２５】第１の指定された特性を有するボクセルの
アドレスが決定されると、対応した画素表80が生成され
る。この表において、問題とされるボクセルに対応した
アドレスは、領域の任意の画像を形成する時に画素が有
する表示特性を特定するための外観値を与えられる。カ
ラー方式はカラー表77に記憶される。典型的に、描かれ
た領域を生体に忠実に表すために、骨は白色を、静脈は
青色を、動脈は赤色を割当てられ、脳組織の白色物質は
クリーム色を割当てられ、脳組織の灰色物質は赤褐色を
割当てられ、視神経は黄色を割当てられ、髄膜腫は赤灰
色を割当てられ、脳室は水色を割当てられる。もちろ
ん、人体組織のその他のアスペクトを良好に強調するた
めに、或はその他の理由のために、その他のカラー方式
が指定されることができる。
【００２６】このプロセスは指定特性表の中の各特性に
対して反復される。その結果、外科医にとって重要な脳
の物理的な位置に対応した１組のアドレスが得られ、組
織のタイプおよびその対応したカラーにより各位置を識
別する情報がそれと関連している。画素の形態で収集さ
れたこの情報は、重要な領域に対する表示装置90によっ
てその真のカラーで映像を生成するために使用される。
【００２７】上記の例において、臨床医の目的は、頭蓋
骨人体組織の一部分の真のカラーの画像を得ることであ
る。これは一般に少数のタイプの組織の識別を必要とし
た。しかしながら、本発明はさらに広い意義で考えられ
てもよい。走査によって得られた情報は、鮮明度で利用
可能である。それは、一般に臨床医にとって実際に重要
な特性ではない特性の大きさとして測定される。（例え
ば、臨床医は頭部内の骨または白色物質の分布に興味を
持っているが、頭部内の陽子の分布またはあるスピン緩
和時間にはあまり関心がない。）“利用可能な特性”
は、外観、組織タイプ等のより重要な別の特性の代わり
に過ぎない。この後者の特性は、一般に臨床医が指定特
性として定めた導出特性と考えられる。
【００２８】特定の導出特性を有する物質のそれらの部
分のアドレスは、単一の走査を参照するだけで識別可能
である。これは、利用可能な特性に対する導出特性の経
験的な相関が所定の範囲の走査値内において強い場合に
該当する。例えば、所定の範囲内のハウンスフィールド
数に遭遇した場合、コンピュータは別の情報を参照せず
に対応したボクセルに骨であると直ぐにラベルを付け
る。
【００２９】しかしながら、特に体の柔らかい組織に関
連した別の特性に対して、この１対１相関は存在しな
い。この点について、この方法の各映像様式内に共通に
定められたアドレスを有するボクセルに関する多数のソ
ースからの情報の収集に固有のパワーが表面化する。こ
の技術は十分に定められた位置の物質に関する多数のソ
ースから導出された情報を記憶する迅速な方法を提供す
る。コンピュータのパワーは、１つのタイプの走査に関
してボクセルについて得られた情報が、別の走査された
特性に対してそのボクセルに対して得られた値に関連さ
せられる方法を迅速に検討するために使用される。これ
はデータがアドレス可能な形態でコンピュータに容易に
記憶されるためである。種々の標準的な統計的検討がこ
れらの関係を検討するために使用されることができる。
したがって、これらの既知の特性はそれらの空間的な位
置または重要な領域の別の部分における同一または異な
る特性の値だけでなく、互いに関連させられることがで
きる。これらはさらに非拡張的に測定し難いまたは測定
不可能な特性と相関されることができる。その他医療的
に必要な工程中に実行される拡張的な検討、死体の検
討、動物の検討または重要な領域に関する情報を収集す
るその他の既知の方法は、種々の測定された特性が重要
な別の走査されていない特性に相関することを助けるた
めに使用されることができる。
【００３０】事実、スキャナがアクセス可能な特性にお
いてこのような関係の数学的に厳密な検討を可能にする
技術が使用されることができる。本質的に、ここに記載
されている技術は、別の既知の特性によって提供された
データを加重することによって非拡張的に利用可能また
は利用不可能である未知の特性を推測することを可能に
する。これにより、臨床医が少数のタイプの走査を使用
することによって要求する全ての情報を得ることを可能
にする使用される映像様式間の重複度が結果的に定めら
れ、それは関連する費用を軽減する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法のフローチャート。
【図２】本発明の方法を実行するシステムのブロック
図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ａ６１Ｂ 6/03 ３５０ Ｐ 9163−4Ｃ Ｇ０６Ｆ 15/62 ３９０ Ｃ

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ３次元物体の各空間位置が特有のアドレ
    スを有し、３次元物体が複数のタイプの物質から構成さ
    れ、各タイプの物質は２以上の特性を有している３次元
    物体のディスクリートな空間位置と関連した物理的な特
    性を推測する方法において、 重要な領域の各空間位置に対して第１の映像技術によっ
    てアクセス可能な１以上の物理的特性を反映した第１の
    組のデータを発生し、 重要な領域の各空間位置に対して第２の映像技術によっ
    てアクセス可能な１以上の物理的特性を反映した第２の
    組のデータを発生し、 メモリ記憶装置に各空間位置のアドレスと共に第１およ
    び第２の映像技術によって発生されたデータを記憶し、 実施された映像走査で得られた物理的特性の測定値と重
    要な特性との間の相関に基づいて第１の値を各アドレス
    に割当てるステップを含んでいる物理的な特性の推測方
    法。
  2. 【請求項２】 さらに画素がその表示時に有する物理的
    な外観を定める画素表示値を各アドレスに割当てるステ
    ップを含んでいる請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 さらに、そのように定められた画素に基
    づいて画像を表示するステップを含んでいる請求項２記
    載の方法。
  4. 【請求項４】 第１のデータのセットはＣＴスキャンに
    よって発生される請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 第１のデータのセットはＰＥＴスキャン
    によって発生される請求項１記載の方法。
  6. 【請求項６】 第１のデータのセットは特定のタイプの
    ＭＲＩスキャンによって発生される請求項１記載の方
    法。
  7. 【請求項７】 さらに、重要な領域の各空間位置に対し
    て付加的な映像技術によってアクセス可能な１以上の付
    加的な物理的特性を反映した付加的なデータのセットを
    発生し、 各空間位置はアドレスを有しており、 各空間位置のアドレスと共にコンピュータメモリ中にそ
    のように発生された付加的なデータのセットを記憶する
    ステップを含んでいる請求項１記載の方法。
  8. 【請求項８】 ３次元物体は、人体組織の一部分を含ん
    でいる請求項１記載の方法。
  9. 【請求項９】 物理的特性は、可視光に露出されたとき
    に領域の外観に関連して推測される請求項１記載の方
    法。
  10. 【請求項１０】 第２のデータのセットはＣＴスキャン
    によって発生される請求項１記載の方法。
  11. 【請求項１１】 第２のデータのセットはＰＥＴスキャ
    ンによって発生される請求項１記載の方法。
  12. 【請求項１２】 第２のデータのセットは特定のタイプ
    のＭＲＩスキャンによって発生される請求項１記載の方
    法。
  13. 【請求項１３】 重要な特性と１以上の発生されたデー
    タのセットにおいて測定された１以上の物理的特性の測
    定値との間の相関は、経験的にに決定される請求項１記
    載の方法。
  14. 【請求項１４】 １以上の発生されたデータのセットは
    密度を反映している請求項１記載の方法。
  15. 【請求項１５】 １以上の発生されたデータのセット
    は、互いに対する関係で既知の特徴の位置を反映してい
    る請求項１記載の方法。
  16. 【請求項１６】 １以上の発生されたデータのセット
    は、水素の存在を反映している請求項１記載の方法。
  17. 【請求項１７】 １以上の発生されたデータのセット
    は、音響伝達率を反映している請求項１記載の方法。
  18. 【請求項１８】 １以上の発生されたデータのセット
    は、光が吸収または反射される態様を示している請求項
    １記載の方法。
  19. 【請求項１９】 １以上の発生されたデータのセット
    は、温度を反映している請求項１記載の方法。
  20. 【請求項２０】 １以上の発生されたデータのセット
    は、電気的活動度を反映している請求項１記載の方法。
  21. 【請求項２１】 １以上の発生されたデータのセット
    は、エネルギ使用を反映している請求項１記載の方法。
  22. 【請求項２２】 各タイプの物質が同じ物体中の別のタ
    イプの物質とそれを区別する特性を有している複数の異
    なるタイプの物質を有する３次元物体の画像を発生する
    方法において、 物体内の重要な各領域にアドレスを割当て、 各タイプの物質に対応する特性を識別し、同じ物体の別
    のタイプの物質の特性とそれらを区別し、 前記識別された特性を測定し、 別のタイプの物質に対して識別された各タイプの物質を
    区別する方法で画像が表示されるように、表示に各タイ
    プの物質の前記識別された特性の測定値を変換するステ
    ップを含んでいる方法。
  23. 【請求項２３】 前記３次元物体は人体組織の一部分を
    含んでいる請求項２２記載の方法。
  24. 【請求項２４】 前記異なるタイプの物質は組織、流体
    および気体を含んでいる請求項２２記載の方法。
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