JP2024054373A - Medical image diagnostic device and medical image diagnostic method - Google Patents

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JP2024054373A JP2024023952A JP2024023952A JP2024054373A JP 2024054373 A JP2024054373 A JP 2024054373A JP 2024023952 A JP2024023952 A JP 2024023952A JP 2024023952 A JP2024023952 A JP 2024023952A JP 2024054373 A JP2024054373 A JP 2024054373A
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Abstract

【課題】撮影時における被検体の撮影位置合わせを容易に行えるようにすることである。【解決手段】実施形態の医用画像診断装置は、取得部と、処理部とを備える。取得部は、スキャン対象部位に関する情報と被検体の位置合わせ画像とを取得する。処理部は、スキャン対象部位に関する情報と被検体の位置合わせ画像とに基づいてスキャン時の前記被検体のスキャン範囲を出力する学習済みモデルに対して、前記取得されたスキャン対象部位に関する情報と被検体の位置合わせ画像とを入力することで、前記取得されたスキャン対象部位に関する情報と被検体の位置合わせ画像に係る被検体に関するスキャン範囲を出力する。【選択図】図1[Problem] To facilitate alignment of a subject during imaging. [Solution] A medical image diagnostic device according to an embodiment includes an acquisition unit and a processing unit. The acquisition unit acquires information relating to a region to be scanned and an aligned image of the subject. The processing unit inputs the acquired information relating to the region to be scanned and the aligned image of the subject to a trained model that outputs a scan range of the subject during scanning based on information relating to the region to be scanned and the aligned image of the subject, and outputs a scan range relating to the subject related to the acquired information relating to the region to be scanned and the aligned image of the subject. [Selected Figure] Figure 1

Description

本発明の実施形態は、医用画像診断装置、および医用画像診断方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to a medical image diagnostic device and a medical image diagnostic method.

従来、X線CT装置等の画像診断装置に関して、機械学習により画像処理パラメータを設定する方法や、画像内において検出対象自体(例えば、冠状動脈)や検出対象におけるAL(Anatomical Landmark:解剖学的特徴点)を含むテンプレート画像を機械学習することで、画像解析段階における処理負荷を軽減する技術が開示されている。 Conventionally, for imaging diagnostic devices such as X-ray CT scanners, there have been disclosed techniques for reducing the processing load at the image analysis stage by using machine learning to set image processing parameters and machine learning to learn template images that include the detection target itself (e.g., coronary arteries) and ALs (anatomical landmarks) of the detection target within the image.

また、従来、人体の特徴点(例えば、頭部や胴体の輪郭線)を認識してスキャン範囲を自動設定する、ALD(Adaptive Layer Distribution)と称される技術が存在する。 Also, there is a technology known as ALD (Adaptive Layer Distribution) that automatically sets the scan range by recognizing the features of the human body (e.g., the outline of the head and torso).

しかしながら従来の技術では、機械学習結果を反映して撮影時における被検体の撮影位置合わせを容易に行うことができない場合があった。 However, with conventional technology, it was sometimes not easy to align the subject's position during imaging to reflect the results of machine learning.

米国特許出願公開第2016/209995号明細書US Patent Application Publication No. 2016/209995 米国特許出願公開第2017/347973号明細書US Patent Application Publication No. 2017/347973 米国特許出願公開第2018/70908号明細書US Patent Application Publication No. 2018/70908

本発明が解決しようとする課題は、撮影時における被検体の撮影位置合わせを容易に行えるようにすることである。 The problem that this invention aims to solve is to make it easier to align the subject during imaging.

実施形態の医用画像診断装置は、取得部と、処理部とを備える。取得部は、スキャン対象部位に関する情報と被検体の位置合わせ画像とを取得する。処理部は、スキャン対象部位に関する情報と被検体の位置合わせ画像とに基づいてスキャン時の被検体のスキャン範囲を出力する学習済みモデルに対して、前記取得されたスキャン対象部位に関する情報と被検体の位置合わせ画像とを入力することで、前記取得されたスキャン対象部位に関する情報と被検体の位置合わせ画像に係る被検体に関するスキャン範囲を出力する。 The medical image diagnostic device of the embodiment includes an acquisition unit and a processing unit. The acquisition unit acquires information about the part to be scanned and an aligned image of the subject. The processing unit inputs the acquired information about the part to be scanned and the aligned image of the subject to a trained model that outputs the scan range of the subject during scanning based on the information about the part to be scanned and the aligned image of the subject, and outputs the acquired information about the part to be scanned and the scan range of the subject related to the aligned image of the subject.

第1の実施形態に係るX線CT装置の構成図。1 is a configuration diagram of an X-ray CT apparatus according to a first embodiment. メモリ41に格納されるデータの一例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of data stored in a memory 41. スキャン制御機能55の構成図。FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a scan control function 55. スキャン範囲自動設定機能55-2による処理の内容について説明するための図。FIG. 13 is a diagram for explaining the contents of processing by a scan range automatic setting function 55-2. 学習機能57の処理について説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining the processing of a learning function 57; X線CT装置1の利用環境の一例について説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a usage environment of the X-ray CT apparatus 1. X線CT装置1の利用環境の一例について説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a usage environment of the X-ray CT apparatus 1. X線CT装置1による撮影処理の流れの一例を示すフローチャート。4 is a flowchart showing an example of the flow of imaging processing by the X-ray CT apparatus 1. 学習機能57による学習処理の流れの一例を示すフローチャート。11 is a flowchart showing an example of the flow of a learning process performed by a learning function 57. 第2の実施形態に係る架台装置10Aを説明するための図。FIG. 10 is a diagram for explaining a gantry device 10A according to a second embodiment. 第2の実施形態に係るメモリ41Aに格納されるデータの一例を示す図。FIG. 11 is a diagram showing an example of data stored in a memory 41A according to the second embodiment. 第2の実施形態に係るスキャン制御機能55Aの構成図。FIG. 11 is a configuration diagram of a scan control function 55A according to a second embodiment. スキャン範囲自動設定機能55-2Aによる処理の内容について説明するための図。FIG. 13 is a diagram for explaining the contents of processing by a scan range automatic setting function 55-2A. 学習機能57Aの処理について説明するための図。FIG. 13 is a diagram for explaining the processing of a learning function 57A. X線CT装置1Aによる撮影処理の流れの一例を示すフローチャート。4 is a flowchart showing an example of the flow of imaging processing by the X-ray CT apparatus 1A. 学習機能57Aによる光学画像の学習処理の流れの一例を示すフローチャート。11 is a flowchart showing an example of the flow of an optical image learning process performed by a learning function 57A.

以下、実施形態の医用画像診断装置、および医用画像診断方法を、図面を参照して説明する。医用画像診断装置は、例えば、X線CT(Computed Tomography:コンピュータ断層診断)装置や、MRI(Magnetic Resonance Imaging:磁気共鳴画像)装置、PET(Positron Emission Tomography:陽電子放出断層撮影)装置等の医用画像に対する処理を行って被検体を診断する装置である。以下の説明において、医用画像診断装置はX線CT装置であるものとして説明するが、これに限定されるものではない。 The medical image diagnostic device and medical image diagnostic method of the embodiment will be described below with reference to the drawings. The medical image diagnostic device is a device that processes medical images from, for example, an X-ray CT (Computed Tomography) device, an MRI (Magnetic Resonance Imaging) device, a PET (Positron Emission Tomography) device, etc. to diagnose a subject. In the following description, the medical image diagnostic device will be described as an X-ray CT device, but is not limited to this.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るX線CT装置1の構成図である。X線CT装置1は、例えば、架台装置10と、寝台装置30と、コンソール装置40とを有する。図1では、説明の都合上、架台装置10をZ軸方向から見た図とX軸方向から見た図の双方を掲載しているが、実際には、架台装置10は一つである。本実施形態では、非チルト状態での回転フレーム17の回転軸または寝台装置30の天板33の長手方向をZ軸方向、Z軸方向に直交し、床面に対して水平である軸をX軸方向、Z軸方向に直交し、床面に対して垂直である方向をY軸方向とそれぞれ定義する。
First Embodiment
FIG. 1 is a configuration diagram of an X-ray CT apparatus 1 according to the first embodiment. The X-ray CT apparatus 1 includes, for example, a gantry 10, a bed 30, and a console 40. In FIG. 1, for convenience of explanation, both a view of the gantry 10 seen from the Z-axis direction and a view of the gantry 10 seen from the X-axis direction are shown, but in reality, there is only one gantry 10. In this embodiment, the rotation axis of the rotating frame 17 in a non-tilted state or the longitudinal direction of the top plate 33 of the bed 30 is defined as the Z-axis direction, an axis perpendicular to the Z-axis direction and horizontal to the floor surface is defined as the X-axis direction, and a direction perpendicular to the Z-axis direction and perpendicular to the floor surface is defined as the Y-axis direction.

架台装置10は、例えば、X線管11と、ウェッジ12と、コリメータ13と、X線高電圧装置14と、X線検出器15と、データ収集システム(以下、DAS:Data Acquisition System)16と、回転フレーム17と、制御装置18とを有する。 The gantry device 10 includes, for example, an X-ray tube 11, a wedge 12, a collimator 13, an X-ray high voltage device 14, an X-ray detector 15, a data acquisition system (hereinafter, DAS: Data Acquisition System) 16, a rotating frame 17, and a control device 18.

X線管11は、X線高電圧装置14からの高電圧の印加により、陰極(フィラメント)から陽極(ターゲット)に向けて熱電子を照射することでX線を発生させる。X線管11は、真空管を含む。例えば、X線管11は、回転する陽極に熱電子を照射することでX線を発生させる回転陽極型のX線管である。 The X-ray tube 11 generates X-rays by irradiating thermoelectrons from a cathode (filament) to an anode (target) when a high voltage is applied from the X-ray high voltage device 14. The X-ray tube 11 includes a vacuum tube. For example, the X-ray tube 11 is a rotating anode type X-ray tube that generates X-rays by irradiating thermoelectrons to a rotating anode.

ウェッジ12は、X線管11から被検体Pに照射されるX線量を調節するためのフィルタである。ウェッジ12は、X線管11から被検体Pに照射されるX線量の分布が予め定められた分布になるように、自身を透過するX線を減衰させる。ウェッジ12は、ウェッジフィルタ(wedge filter)、ボウタイフィルタ(bow-tie filter)とも呼ばれる。ウェッジ12は、例えば、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウムを加工したものである。 The wedge 12 is a filter for adjusting the amount of X-rays irradiated from the X-ray tube 11 to the subject P. The wedge 12 attenuates the X-rays that pass through it so that the distribution of the amount of X-rays irradiated from the X-ray tube 11 to the subject P becomes a predetermined distribution. The wedge 12 is also called a wedge filter or a bow-tie filter. The wedge 12 is made of aluminum processed to have a predetermined target angle and a predetermined thickness, for example.

コリメータ13は、ウェッジ12を透過したX線の照射範囲を絞り込むための機構である。コリメータ13は、例えば、複数の鉛板の組み合わせによってスリットを形成することで、X線の照射範囲を絞り込む。コリメータ13は、X線絞りと呼ばれる場合もある。 The collimator 13 is a mechanism for narrowing the irradiation range of the X-rays that have passed through the wedge 12. The collimator 13 narrows the irradiation range of the X-rays, for example, by forming slits by combining multiple lead plates. The collimator 13 is sometimes called an X-ray aperture.

X線高電圧装置14は、例えば、高電圧発生装置と、X線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器(トランス)および整流器などを含む電気回路を有し、X線管11に印加する高電圧を発生させる。X線制御装置は、X線管11に発生させるべきX線量に応じて高電圧発生装置の出力電圧を制御する。高電圧発生装置は、上述した変圧器によって昇圧を行うものであってもよいし、インバータによって昇圧を行うものであってもよい。X線高電圧装置14は、回転フレーム17に設けられてもよいし、架台装置10の固定フレーム(不図示)の側に設けられてもよい。 The X-ray high voltage device 14 has, for example, a high voltage generator and an X-ray control device. The high voltage generator has an electric circuit including a transformer and a rectifier, and generates a high voltage to be applied to the X-ray tube 11. The X-ray control device controls the output voltage of the high voltage generator according to the amount of X-rays to be generated by the X-ray tube 11. The high voltage generator may be one that boosts the voltage using the above-mentioned transformer, or one that boosts the voltage using an inverter. The X-ray high voltage device 14 may be provided on the rotating frame 17, or on the side of the fixed frame (not shown) of the gantry device 10.

X線検出器15は、X線管11が発生させ、被検体Pを通過して入射したX線の強度を検出する。X線検出器15は、検出したX線の強度に応じた電気信号(光信号などでもよい)をDAS18に出力する。X線検出器15は、例えば、複数のX線検出素子列を有する。複数のX線検出素子列のそれぞれは、X線管11の焦点を中心とした円弧に沿ってチャネル方向に複数のX線検出素子が配列されたものである。複数のX線検出素子列は、スライス方向(列方向、row方向)に配列される。 The X-ray detector 15 detects the intensity of the X-rays generated by the X-ray tube 11 and passing through the subject P. The X-ray detector 15 outputs an electrical signal (which may be an optical signal, etc.) corresponding to the intensity of the detected X-rays to the DAS 18. The X-ray detector 15 has, for example, multiple rows of X-ray detection elements. Each of the multiple rows of X-ray detection elements has multiple X-ray detection elements arranged in the channel direction along an arc centered on the focal point of the X-ray tube 11. The multiple rows of X-ray detection elements are arranged in the slice direction (row direction).

X線検出器15は、例えば、グリッドと、シンチレータアレイと、光センサアレイとを有する間接型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有する。それぞれのシンチレータは、シンチレータ結晶を有する。シンチレータ結晶は、入射するX線の強度に応じた光量の光を発する。グリッドは、シンチレータアレイのX線が入射する面に配置され、散乱X線を吸収する機能を有するX線遮蔽板を有する。なお、グリッドは、コリメータ(一次元コリメータまたは二次元コリメータ)と呼ばれる場合もある。光センサアレイは、例えば、光電子増倍管(フォトマルチプライヤー:PMT)等の光センサを有する。光センサアレイは、シンチレータにより発せられる光の光量に応じた電気信号を出力する。X線検出器15は、入射したX線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であってもかまわない。 The X-ray detector 15 is an indirect type detector having, for example, a grid, a scintillator array, and an optical sensor array. The scintillator array has a plurality of scintillators. Each scintillator has a scintillator crystal. The scintillator crystal emits an amount of light according to the intensity of the incident X-rays. The grid is arranged on the surface of the scintillator array on which the X-rays are incident, and has an X-ray shielding plate that has the function of absorbing scattered X-rays. The grid is sometimes called a collimator (one-dimensional collimator or two-dimensional collimator). The optical sensor array has, for example, an optical sensor such as a photomultiplier tube (PMT). The optical sensor array outputs an electrical signal according to the amount of light emitted by the scintillator. The X-ray detector 15 may be a direct conversion type detector having a semiconductor element that converts the incident X-rays into an electrical signal.

DAS16は、例えば、増幅器と、積分器と、A/D変換器とを有する。増幅器は、X線検出器15の各X線検出素子により出力される電気信号に対して増幅処理を行う。積分器は、増幅処理が行われた電気信号をビュー期間(後述)に亘って積分する。A/D変換器は、積分結果を示す電気信号をデジタル信号に変換する。DAS16は、デジタル信号に基づく検出データをコンソール装置40に出力する。検出データは、生成元のX線検出素子のチャンネル番号、列番号、及び収集されたビューを示すビュー番号により識別されたX線強度のデジタル値である。ビュー番号は、回転フレーム17の回転に応じて変化する番号であり、例えば、回転フレーム17の回転に応じてインクリメントされる番号である。従って、ビュー番号は、X線管11の回転角度を示す情報である。ビュー期間とは、あるビュー番号に対応する回転角度から、次のビュー番号に対応する回転角度に到達するまでの間に収まる期間である。DAS16は、ビューの切り替わりを、制御装置18から入力されるタイミング信号によって検知してもよいし、内部のタイマーによって検知してもよいし、図示しないセンサから取得される信号によって検知してもよい。フルスキャンを行う場合においてX線管11によりX線が連続曝射されている場合、DAS16は、全周囲分(360度分)の検出データ群を収集する。ハーフスキャンを行う場合においてX線管11によりX線が連続曝射されている場合、DAS16は、半周囲分(180度分)の検出データを収集する。 The DAS 16 includes, for example, an amplifier, an integrator, and an A/D converter. The amplifier amplifies the electrical signal output by each X-ray detection element of the X-ray detector 15. The integrator integrates the amplified electrical signal over a view period (described later). The A/D converter converts the electrical signal indicating the integration result into a digital signal. The DAS 16 outputs detection data based on the digital signal to the console device 40. The detection data is a digital value of X-ray intensity identified by the channel number and column number of the X-ray detection element that generated the data, and the view number indicating the acquired view. The view number is a number that changes according to the rotation of the rotating frame 17, and is, for example, a number that is incremented according to the rotation of the rotating frame 17. Therefore, the view number is information that indicates the rotation angle of the X-ray tube 11. The view period is the period that falls between the rotation angle corresponding to a certain view number and the rotation angle corresponding to the next view number. DAS16 may detect the view change by a timing signal input from control device 18, an internal timer, or a signal obtained from a sensor (not shown). When performing a full scan, if X-rays are continuously emitted by X-ray tube 11, DAS16 collects a group of detection data for the entire circumference (360 degrees). When performing a half scan, if X-rays are continuously emitted by X-ray tube 11, DAS16 collects detection data for half the circumference (180 degrees).

回転フレーム17は、X線管11、ウェッジ12、およびコリメータ13と、X線検出器15とを対向支持する円環状の部材である。回転フレーム17は、固定フレームによって、内部に導入された被検体Pを中心として回転自在に支持される。回転フレーム17は、更にDAS16を支持する。DAS16が出力する検出データは、回転フレーム17に設けられた発光ダイオード(LED)を有する送信機から、光通信によって、架台装置10の非回転部分(例えば固定フレーム)に設けられたフォトダイオードを有する受信機に送信され、受信機によってコンソール装置40に転送される。なお、回転フレーム17から非回転部分への検出データの送信方法として、前述の光通信を用いた方法に限らず、非接触型の任意の送信方法を採用してよい。回転フレーム17は、X線管11などを支持して回転させることができるものであれば、円環状の部材に限らず、アームのような部材であってもよい。 The rotating frame 17 is an annular member that supports the X-ray tube 11, wedge 12, and collimator 13, and the X-ray detector 15 in opposing relation. The rotating frame 17 is supported by a fixed frame so as to be freely rotatable around the subject P introduced inside. The rotating frame 17 also supports the DAS 16. The detection data output by the DAS 16 is transmitted by optical communication from a transmitter having a light-emitting diode (LED) provided on the rotating frame 17 to a receiver having a photodiode provided on a non-rotating part (e.g., the fixed frame) of the gantry device 10, and is transferred to the console device 40 by the receiver. Note that the method of transmitting the detection data from the rotating frame 17 to the non-rotating part is not limited to the above-mentioned method using optical communication, and any non-contact transmission method may be adopted. The rotating frame 17 is not limited to an annular member, and may be an arm-like member as long as it can support and rotate the X-ray tube 11, etc.

X線CT装置1は、例えば、X線管11とX線検出器15の双方が回転フレーム17によって支持されて被検体Pの周囲を回転するRotate/Rotate-TypeのX線CT装置(第3世代CT)であるが、これに限らず、円環状に配列された複数のX線検出素子が固定フレームに固定され、X線管11が被検体Pの周囲を回転するStationary/Rotate-TypeのX線CT装置(第4世代CT)であってもよい。 The X-ray CT device 1 is, for example, a Rotate/Rotate-type X-ray CT device (third generation CT) in which both the X-ray tube 11 and the X-ray detector 15 are supported by a rotating frame 17 and rotate around the subject P, but is not limited to this and may be a Stationary/Rotate-type X-ray CT device (fourth generation CT) in which multiple X-ray detection elements arranged in a circular ring are fixed to a fixed frame and the X-ray tube 11 rotates around the subject P.

制御装置18は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサを有する処理回路と、モータやアクチュエータなどを含む駆動機構とを有する。制御装置18は、コンソール装置40または架台装置10に取り付けられた入力インターフェース43からの入力信号を受け付けて、架台装置10および寝台装置30の動作を制御する。 The control device 18 has, for example, a processing circuit having a processor such as a CPU (Central Processing Unit) and a drive mechanism including a motor and an actuator. The control device 18 receives input signals from an input interface 43 attached to the console device 40 or the gantry device 10, and controls the operation of the gantry device 10 and the bed device 30.

制御装置18は、例えば、回転フレーム17を回転させたり、架台装置10をチルトさせたり、寝台装置30の天板33を移動させたりする。架台装置10をチルトさせる場合、制御装置18は、入力インターフェース43に入力された傾斜角度(チルト角度)に基づいて、Z軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム17を回転させる。制御装置18は、図示しないセンサの出力等によって回転フレーム17の回転角度を把握している。また、制御装置18は、回転フレーム17の回転角度を随時、処理回路50に提供する。制御装置18は、架台装置10に設けられてもよいし、コンソール装置40に設けられてもよい。 The control device 18, for example, rotates the rotating frame 17, tilts the gantry 10, and moves the top plate 33 of the bed device 30. When tilting the gantry 10, the control device 18 rotates the rotating frame 17 around an axis parallel to the Z-axis direction based on the inclination angle (tilt angle) input to the input interface 43. The control device 18 knows the rotation angle of the rotating frame 17 from the output of a sensor (not shown) or the like. The control device 18 also provides the rotation angle of the rotating frame 17 to the processing circuit 50 at any time. The control device 18 may be provided in the gantry 10 or in the console device 40.

寝台装置30は、スキャン対象の被検体Pを載置して移動させ、架台装置10の回転フレーム17の内部に導入する装置である。寝台装置30は、例えば、基台31と、寝台駆動装置32と、天板33と、支持フレーム34とを有する。基台31は、支持フレーム34を鉛直方向(Y軸方向)に移動可能に支持する筐体を含む。寝台駆動装置32は、モータやアクチュエータを含む。寝台駆動装置32は、被検体Pが載置された天板33を、支持フレーム34に沿って、天板33の長手方向(Z軸方向)に移動させる。天板33は、被検体Pが載置される板状の部材である。 The bed device 30 is a device that places and moves the subject P to be scanned and introduces him/her into the rotating frame 17 of the gantry device 10. The bed device 30 has, for example, a base 31, a bed driving device 32, a top plate 33, and a support frame 34. The base 31 includes a housing that supports the support frame 34 so that it can move in the vertical direction (Y-axis direction). The bed driving device 32 includes a motor and an actuator. The bed driving device 32 moves the top plate 33, on which the subject P is placed, in the longitudinal direction of the top plate 33 (Z-axis direction) along the support frame 34. The top plate 33 is a plate-shaped member on which the subject P is placed.

寝台駆動装置32は、天板33だけでなく、支持フレーム34を天板33の長手方向に移動させてもよい。また、上記とは逆に、架台装置10がZ軸方向に移動可能であり、架台装置10の移動によって回転フレーム17が被検体Pの周囲に来るように制御されてもよい。また、架台装置10と天板33の双方が移動可能な構成であってもよい。また、X線CT装置1は、被検体Pが立位または座位でスキャンされる方式の装置であってもよい。この場合、X線CT装置1は、寝台装置30に代えて被検体支持機構を有し、架台装置10は、回転フレーム17を、床面に垂直な軸方向を中心に回転させる。 The bed drive device 32 may move not only the tabletop 33 but also the support frame 34 in the longitudinal direction of the tabletop 33. Alternatively, the gantry device 10 may be movable in the Z-axis direction, and the rotation frame 17 may be controlled to come around the subject P by the movement of the gantry device 10. Alternatively, both the gantry device 10 and the tabletop 33 may be configured to be movable. The X-ray CT device 1 may be an apparatus in which the subject P is scanned in a standing or sitting position. In this case, the X-ray CT device 1 has a subject support mechanism instead of the bed device 30, and the gantry device 10 rotates the rotation frame 17 around an axial direction perpendicular to the floor surface.

コンソール装置40は、例えば、メモリ41と、ディスプレイ42と、入力インターフェース43と、メモリ41と、ネットワーク接続回路44と、処理回路50とを有する。実施形態では、コンソール装置40は架台装置10とは別体として説明するが、架台装置10にコンソール装置40の各構成要素の一部または全部が含まれてもよい。 The console device 40 has, for example, a memory 41, a display 42, an input interface 43, a memory 41, a network connection circuit 44, and a processing circuit 50. In the embodiment, the console device 40 is described as being separate from the gantry device 10, but the gantry device 10 may include some or all of the components of the console device 40.

メモリ41は、例えば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。メモリ41は、例えば、検出データや投影データ、再構成画像、CT画像等を記憶する。これらのデータは、メモリ41ではなく(或いはメモリ41に加えて)、X線CT装置1が通信可能な外部メモリに記憶されてもよい。外部メモリは、例えば、外部メモリを管理するクラウドサーバが読み書きの要求を受け付けることで、クラウドサーバによって制御されるものである。外部メモリは、例えば、PACS(Picture Archiving and Communication Systems)と称されるシステムにより実現される。PACSとは、各種画像診断装置によって撮影された画像等を体系的に記憶するシステムである。 The memory 41 is realized, for example, by a semiconductor memory element such as a RAM (Random Access Memory), a flash memory, a hard disk, an optical disk, etc. The memory 41 stores, for example, detection data, projection data, reconstructed images, CT images, etc. These data may be stored in an external memory with which the X-ray CT device 1 can communicate, instead of the memory 41 (or in addition to the memory 41). The external memory is controlled by a cloud server that manages the external memory, for example, by the cloud server accepting a read/write request. The external memory is realized, for example, by a system called a PACS (Picture Archiving and Communication Systems). A PACS is a system that systematically stores images captured by various imaging diagnostic devices.

図2は、メモリ41に格納されるデータの一例を示す図である。図2に示すように、メモリ41には、例えば、撮影条件41-1や、処理回路50により生成される検出データ41-2、投影データ41-3、再構成画像41-4、スキャン範囲41-7、学習済みモデル41-8などの情報が格納される。再構成画像41-4は、例えば、スキャノ画像41-5、本撮影画像41-6と分類することができる。 Figure 2 is a diagram showing an example of data stored in memory 41. As shown in Figure 2, memory 41 stores information such as imaging conditions 41-1, detection data 41-2 generated by processing circuitry 50, projection data 41-3, reconstructed image 41-4, scan range 41-7, and trained model 41-8. Reconstructed image 41-4 can be classified, for example, into scanogram image 41-5 and actual captured image 41-6.

ディスプレイ42は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ42は、処理回路によって生成された医用画像(CT画像)や、操作者による各種操作を受け付けるGUI(Graphical User Interface)画像等を表示する。ディスプレイ42は、例えば、液晶ディスプレイやCRT(Cathode Ray Tube)、有機EL(Electroluminescence)ディスプレイ等である。ディスプレイ42は、架台装置10に設けられてもよい。ディスプレイ42は、デスクトップ型でもよいし、コンソール装置40の本体部と無線通信可能な表示装置(例えばタブレット端末)であってもよい。 The display 42 displays various types of information. For example, the display 42 displays medical images (CT images) generated by the processing circuit, GUI (Graphical User Interface) images that accept various operations by the operator, and the like. The display 42 is, for example, a liquid crystal display, a CRT (Cathode Ray Tube), an organic EL (Electroluminescence) display, or the like. The display 42 may be provided on the pedestal device 10. The display 42 may be a desktop type, or may be a display device (for example, a tablet terminal) that can wirelessly communicate with the main body of the console device 40.

入力インターフェース43は、操作者による各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作の内容を示す電気信号を処理回路50に出力する。例えば、入力インターフェース43は、検出データまたは投影データ(後述)を収集する際の収集条件、CT画像を再構成する際の再構成条件、CT画像から後処理画像を生成する際の画像処理条件などの入力操作を受け付ける。例えば、入力インターフェース43は、マウスやキーボード、タッチパネル、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、カメラ、赤外線センサ、マイク等により実現される。入力インターフェース43は、架台装置10に設けられてもよい。また、入力インターフェース43は、コンソール装置40の本体部と無線通信可能な表示装置(例えばタブレット端末)により実現されてもよい。 The input interface 43 accepts various input operations by the operator and outputs an electrical signal indicating the content of the accepted input operation to the processing circuit 50. For example, the input interface 43 accepts input operations such as collection conditions when collecting detection data or projection data (described later), reconstruction conditions when reconstructing a CT image, and image processing conditions when generating a post-processed image from a CT image. For example, the input interface 43 is realized by a mouse, keyboard, touch panel, trackball, switch, button, joystick, camera, infrared sensor, microphone, etc. The input interface 43 may be provided in the gantry device 10. The input interface 43 may also be realized by a display device (e.g., a tablet terminal) capable of wireless communication with the main body of the console device 40.

ネットワーク接続回路44は、例えば、プリント回路基板を有するネットワークカード、或いは無線通信モジュールなどを含む。ネットワーク接続回路44は、接続する対象のネットワークの形態に応じた情報通信用プロトコルを実装する。ネットワークは、例えば、LAN(Local Area Network)やWAN(Wide Area Network)、インターネット、セルラー網、専用回線等を含む。 The network connection circuit 44 includes, for example, a network card having a printed circuit board, or a wireless communication module. The network connection circuit 44 implements an information communication protocol according to the type of the network to which it is connected. Networks include, for example, LANs (Local Area Networks), WANs (Wide Area Networks), the Internet, cellular networks, and dedicated lines.

処理回路50は、X線CT装置1の全体の動作を制御する。処理回路50は、例えば、システム制御機能51、前処理機能52、再構成処理機能53、画像処理機能54、スキャン制御機能55、表示制御機能56、学習機能57、転送機能58などを実行する。処理回路50は、例えば、ハードウェアプロセッサがメモリ41に記憶されたプログラムを実行することにより、これらの機能を実現するものである。 The processing circuitry 50 controls the overall operation of the X-ray CT device 1. The processing circuitry 50 executes, for example, a system control function 51, a pre-processing function 52, a reconstruction processing function 53, an image processing function 54, a scan control function 55, a display control function 56, a learning function 57, a transfer function 58, and the like. The processing circuitry 50 realizes these functions, for example, by a hardware processor executing a program stored in the memory 41.

ハードウェアプロセッサとは、例えば、CPU、GPU(Graphics Processing Unit)、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit; ASIC)、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device; SPLD)または複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device; CPLD)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array; FPGA))などの回路(circuitry)を意味する。メモリ41にプログラムを記憶させる代わりに、ハードウェアプロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、ハードウェアプロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。ハードウェアプロセッサは、単一の回路として構成されるものに限らず、複数の独立した回路を組み合わせて1つのハードウェアプロセッサとして構成され、各機能を実現するようにしてもよい。また、複数の構成要素を1つのハードウェアプロセッサに統合して各機能を実現するようにしてもよい。 The hardware processor refers to a circuit such as a CPU, a GPU (Graphics Processing Unit), an Application Specific Integrated Circuit (ASIC), a programmable logic device (e.g., a Simple Programmable Logic Device (SPLD) or a Complex Programmable Logic Device (CPLD), or a Field Programmable Gate Array (FPGA)). Instead of storing a program in the memory 41, the program may be directly embedded in the circuit of the hardware processor. In this case, the hardware processor realizes a function by reading and executing the program embedded in the circuit. The hardware processor is not limited to being configured as a single circuit, but may be configured as a single hardware processor by combining multiple independent circuits to realize each function. In addition, multiple components may be integrated into a single hardware processor to realize each function.

コンソール装置40または処理回路50が有する各構成要素は、分散化されて複数のハードウェアにより実現されてもよい。処理回路50は、コンソール装置40が有する構成ではなく、コンソール装置40と通信可能な処理装置によって実現されてもよい。処理装置は、例えば、一つのX線CT装置と接続されたワークステーション、あるいは複数のX線CT装置に接続され、以下に説明する処理回路50と同等の処理を一括して実行する装置(例えばクラウドサーバ)である。 Each component of the console device 40 or the processing circuit 50 may be distributed and realized by multiple pieces of hardware. The processing circuit 50 may be realized by a processing device capable of communicating with the console device 40, rather than being a component of the console device 40. The processing device is, for example, a workstation connected to one X-ray CT device, or a device (e.g., a cloud server) connected to multiple X-ray CT devices and collectively executing processing equivalent to that of the processing circuit 50 described below.

システム制御機能51は、入力インターフェース43が受け付けた入力操作に基づいて、処理回路50の各種機能を制御する。 The system control function 51 controls various functions of the processing circuit 50 based on the input operations received by the input interface 43.

前処理機能52は、DAS16により出力された検出データ41-2に対して対数変換処理やオフセット補正処理、チャネル間の感度補正処理、ビームハードニング補正等の前処理を行って投影データ41-3を生成し、生成した投影データ41-3をメモリ41に記憶させる。 The pre-processing function 52 performs pre-processing such as logarithmic conversion, offset correction, inter-channel sensitivity correction, and beam hardening correction on the detection data 41-2 output by the DAS 16 to generate projection data 41-3, and stores the generated projection data 41-3 in the memory 41.

再構成処理機能53は、前処理機能52によって生成された投影データに対して、フィルタ補正逆投影法や逐次近似再構成法等による再構成処理を行って再構成画像41-4を生成し、生成した再構成画像41-4をメモリ41に記憶させる。 The reconstruction processing function 53 performs reconstruction processing using a filtered backprojection method, an iterative reconstruction method, or the like on the projection data generated by the preprocessing function 52 to generate a reconstructed image 41-4, and stores the generated reconstructed image 41-4 in the memory 41.

画像処理機能54は、入力インターフェース43が受け付けた入力操作に基づいて、再構成画像41-4を公知の方法により、三次元画像や任意断面の断面像データに変換する。三次元画像への変換は、前処理機能52によって行われてもよい。 The image processing function 54 converts the reconstructed image 41-4 into a three-dimensional image or cross-sectional image data of an arbitrary cross section by a known method based on the input operation received by the input interface 43. The conversion into a three-dimensional image may be performed by the pre-processing function 52.

スキャン制御機能55は、X線高電圧装置14、DAS16、制御装置18、および寝台駆動装置32に指示することで、架台装置10における検出データの収集処理を制御する。スキャン制御機能55は、スキャノ画像41-5または本撮影画像41-6を収集する撮影、および診断に用いる画像を撮影する際の各部の動作をそれぞれ制御する。 The scan control function 55 controls the collection process of detection data in the gantry device 10 by issuing instructions to the X-ray high voltage device 14, the DAS 16, the control device 18, and the bed drive device 32. The scan control function 55 controls the operation of each part when taking the images to collect the scanograms 41-5 or the actual images 41-6, and when taking images to be used for diagnosis.

表示制御機能56は、ディスプレイ42の表示態様を制御する。 The display control function 56 controls the display mode of the display 42.

学習機能57は、スキャン範囲41-7を学習する。学習機能57の詳細な処理については後述する。学習機能57は、「学習部」の一例である。 The learning function 57 learns the scan range 41-7. The detailed processing of the learning function 57 will be described later. The learning function 57 is an example of a "learning unit."

転送機能58は、撮影された再構成画像41-4の一部または全部をPACSに転送する。転送機能58は、「転送部」の一例である。 The transfer function 58 transfers a part or all of the captured reconstructed image 41-4 to the PACS. The transfer function 58 is an example of a "transfer unit."

上記構成により、X線CT装置1は、ヘリカルスキャン、コンベンショナルスキャン、ステップアンドシュートなどの態様で被検体Pのスキャンを行う。ヘリカルスキャンとは、天板33を移動させながら回転フレーム17を回転させて被検体Pをらせん状にスキャンする態様である。コンベンショナルスキャンとは、天板33を静止させた状態で回転フレーム17を回転させて被検体Pを円軌道でスキャンする態様である。コンベンショナルスキャンを実行する。ステップアンドシュートとは、天板33の位置を一定間隔で移動させてコンベンショナルスキャンを複数のスキャンエリアで行う態様である。 With the above configuration, the X-ray CT device 1 scans the subject P in a manner such as helical scan, conventional scan, or step-and-shoot. Helical scan is a manner in which the subject P is scanned in a spiral manner by rotating the rotating frame 17 while moving the top plate 33. Conventional scan is a manner in which the subject P is scanned in a circular orbit by rotating the rotating frame 17 while the top plate 33 is stationary. A conventional scan is performed. Step-and-shoot is a manner in which the position of the top plate 33 is moved at regular intervals to perform a conventional scan in multiple scan areas.

図3は、スキャン制御機能55の構成図である。スキャン制御機能55は、例えば、スキャノ画像取得機能55-1と、スキャン範囲自動設定機能55-2と、スキャン範囲手動設定機能55-3と、スキャン実行機能55-4とを備える。 Figure 3 is a configuration diagram of the scan control function 55. The scan control function 55 includes, for example, a scan image acquisition function 55-1, an automatic scan range setting function 55-2, a manual scan range setting function 55-3, and a scan execution function 55-4.

スキャノ画像取得機能55-1は、スキャン範囲を決定するための被検体Pのスキャノ画像41-5を取得する。なお、スキャノ画像は、位置合わせ画像の一例である。位置合わせ画像の他の例としては、スカウト画像などが挙げられる。 The scanogram acquisition function 55-1 acquires a scanogram 41-5 of the subject P to determine the scan range. Note that the scanogram is an example of an alignment image. Other examples of alignment images include scout images.

スキャノ画像の取得方法について説明する。スキャノ画像取得機能55-1は、制御装置18に、X線管11の位置を所定の回転角度に固定し、寝台装置30の天板33をZ軸方向に移動させながらX線管11よりX線を被検体Pに照射するよう制御させる。スキャノ画像取得機能55-1は、このようにして取得された検出データ41-2から被検体Pの2次元のスキャノ画像41-5を取得する。 A method for acquiring a scanogram will now be described. The scanogram acquisition function 55-1 controls the control device 18 to fix the position of the X-ray tube 11 at a predetermined rotation angle, and to irradiate the subject P with X-rays from the X-ray tube 11 while moving the top plate 33 of the bed device 30 in the Z-axis direction. The scanogram acquisition function 55-1 acquires a two-dimensional scanogram 41-5 of the subject P from the detection data 41-2 acquired in this manner.

なお、スキャノ画像41-5の取得方法は、上述の方式に限らず、例えば、ヘリカルスキャンあるいはノンヘリカルスキャンによって被検体Pに対する全周囲分の投影データ41-3を収集する方式で取得してもよい。ここで、スキャノ画像取得機能55-1は、被検体の胸部全体、腹部全体、上半身全体、全身などの広範囲に対して本撮影よりも低線量でスキャンを実行する。ノンヘリカルスキャンとは、例えば、ステップアンドシュート方式のスキャンである。このように、スキャノ画像取得機能55-1が被検体Pに対する全周囲分の検出データ41-2を収集することで、再構成処理機能53が3次元の再構成画像41-4(ボリュームデータ)を再構成し、再構成したボリュームデータに基づいて、任意の方向に応じた2次元のスキャノ画像41-5を生成してもよい。また、スキャノ画像41-5は、前述のボリュームデータを用いることで、3次元のスキャノ画像41-5として扱うことも可能である。 The method of acquiring the scanogram 41-5 is not limited to the above-mentioned method, and may be, for example, a method of acquiring projection data 41-3 of the entire circumference of the subject P by helical scanning or non-helical scanning. Here, the scanogram acquisition function 55-1 executes a scan at a lower dose than the actual imaging for a wide range such as the entire chest, entire abdomen, entire upper body, and entire body of the subject. The non-helical scan is, for example, a step-and-shoot scan. In this way, the scanogram acquisition function 55-1 collects detection data 41-2 of the entire circumference of the subject P, and the reconstruction processing function 53 reconstructs a three-dimensional reconstruction image 41-4 (volume data), and may generate a two-dimensional scanogram 41-5 according to any direction based on the reconstructed volume data. The scanogram 41-5 can also be treated as a three-dimensional scanogram 41-5 by using the above-mentioned volume data.

スキャノ画像取得機能55-1は、例えば上記例示した方法のいずれかによって取得したスキャノ画像を、スキャン範囲自動設定機能55-2に出力する。スキャノ画像取得機能55-1は、「取得部」の一例である。なお「取得部」は、上記の例のように「自ら生成して取得する」のに限らず、「他の機能部から取得する」ものであってもよい。 The scano image acquisition function 55-1 outputs a scano image acquired, for example, by one of the methods exemplified above, to the scan range automatic setting function 55-2. The scano image acquisition function 55-1 is an example of an "acquisition unit." Note that the "acquisition unit" is not limited to "generating and acquiring by itself" as in the above example, but may also "acquire from another functional unit."

スキャン範囲自動設定機能55-2は、スキャノ画像取得機能55-1により出力されたスキャノ画像と、撮影条件とを学習済みモデル41-8に入力し、その結果として得られる出力情報に応じて、スキャン範囲41-7を設定し、メモリ41に記憶させる。 The automatic scan range setting function 55-2 inputs the scan image output by the scan image acquisition function 55-1 and the shooting conditions into the trained model 41-8, sets the scan range 41-7 according to the resulting output information, and stores it in the memory 41.

学習済みモデル41-8は、後述するように、例えば学習機能57によって学習されたものである。学習済みモデル41-8は、例えば、被検体の撮影条件(例えば、年齢、性別、体型、疾患名、スキャン対象部位、検査条件、寝台位置条件のうち一部または全部)を入力すると、スキャン範囲を出力するように学習されたものである。スキャン対象部位には、例えば、頭部、上半身、肺、肝臓等がある。検査条件には、例えば、初回撮影、経過観察撮影等がある。なお、本実施形態では、撮影条件は入力パラメータであるものとしているが、撮影条件ごとの学習済みモデル41-8が学習され、スキャン範囲自動設定機能55-2は、被検体Pの撮影条件に合致する学習済みモデル41-8を選択して、上記の処理に用いてもよい。更に、撮影条件のうち第1部分ごとの学習済みモデル41-8が学習されると共に、撮影条件のうち第2部分は入力パラメータとして用いられ、スキャン範囲自動設定機能55-2は、被検体Pの撮影条件のうち第1部分に合致する学習済みモデル41-8を選択して、上記の処理に用いてもよい。 The trained model 41-8 is trained, for example, by the learning function 57, as described below. The trained model 41-8 is trained to output a scan range when, for example, the imaging conditions of the subject (for example, some or all of the age, sex, body type, disease name, scan target area, examination conditions, and bed position conditions) are input. The scan target area includes, for example, the head, upper body, lungs, liver, etc. Examination conditions include, for example, initial imaging, follow-up observation imaging, etc. In this embodiment, the imaging conditions are input parameters, but the trained model 41-8 for each imaging condition is trained, and the automatic scan range setting function 55-2 may select the trained model 41-8 that matches the imaging conditions of the subject P and use it for the above processing. Furthermore, a trained model 41-8 for each first part of the imaging conditions is trained, and the second part of the imaging conditions is used as an input parameter, and the automatic scan range setting function 55-2 may select the trained model 41-8 that matches the first part of the imaging conditions of the subject P and use it for the above processing.

図4は、スキャン範囲自動設定機能55-2による処理の内容について説明するための図である。スキャン範囲自動設定機能55-2は、パラメータとして撮影条件41-1と、スキャノ画像41-5とを学習済みモデル41-8に入力することで、被検体Pのスキャン範囲41-7を出力する。このスキャン範囲41-7に基づいて後続の処理を行うことにより、スキャン範囲を最初から手動で設定する場合に比して、被検体Pのスキャノ画像撮影から本撮影までに要するスキャン計画の時間を短縮することができる。 Figure 4 is a diagram for explaining the contents of the processing by the scan range automatic setting function 55-2. The scan range automatic setting function 55-2 outputs the scan range 41-7 of the subject P by inputting the imaging conditions 41-1 and the scan image 41-5 as parameters to the trained model 41-8. By performing subsequent processing based on this scan range 41-7, it is possible to shorten the time required for the scan planning from taking the scan image of the subject P to the actual imaging, compared to the case where the scan range is set manually from the beginning.

スキャン範囲自動設定機能55-2は、このように自動で設定されたスキャン範囲41-7をメモリ41に記憶させる。スキャン範囲自動設定機能55-2は、「処理部」の一例である。 The automatic scan range setting function 55-2 stores the automatically set scan range 41-7 in the memory 41. The automatic scan range setting function 55-2 is an example of a "processing unit."

なお、スキャン範囲自動設定機能55-2は、好適な学習済みモデル41-8が存在しない場合には、スキャン範囲41-7の設定処理を省略して、スキャノ画像41-5をスキャン範囲手動設定機能55-3に出力してもよい。 If there is no suitable trained model 41-8, the automatic scan range setting function 55-2 may omit the process of setting the scan range 41-7 and output the scanned image 41-5 to the manual scan range setting function 55-3.

スキャン範囲手動設定機能55-3は、操作者によるスキャン範囲の微調整、やり直し、新規設定などを受け付ける。スキャン範囲手動設定機能55-3は、例えば、スキャン範囲自動設定機能55-2により出力されたスキャン範囲41-7に対して、操作者が入力インターフェース43を介して入力した微調整の内容を反映させ、メモリ41のスキャン範囲41-7を更新する。 The manual scan range setting function 55-3 accepts fine adjustments, redoing, new settings, etc. of the scan range by the operator. For example, the manual scan range setting function 55-3 reflects the fine adjustments input by the operator via the input interface 43 to the scan range 41-7 output by the automatic scan range setting function 55-2, and updates the scan range 41-7 in the memory 41.

また、スキャン範囲手動設定機能55-3は、スキャン範囲自動設定機能55-2により出力されたスキャン範囲41-7を採用しないことを示す操作を操作者が行った場合に、スキャン範囲設定のやり直し(または新規作成)を行う。この場合、スキャン範囲手動設定機能55-3は、スキャノ画像取得機能55-1により出力されたスキャノ画像41-5に対して、操作者が入力インターフェース43を介して入力した操作(例えば、ディスプレイ42上で、スキャノ画像41-5の上にスキャン範囲41-7を示す枠線を表示し、その枠線の位置を移動させたり、枠線の大きさを拡大したり縮小したりする入力操作)に応じてスキャン範囲41-7を設定する。スキャン範囲手動設定機能55-3は、設定したスキャン範囲41-7で、メモリ41に記憶されたスキャン範囲41-7を上書きする。スキャン範囲自動設定機能55-2がスキャン範囲41-7の設定処理を省略した場合も同様に、スキャン範囲手動設定機能55-3は、スキャノ画像41-5の上にスキャン範囲41-7を示す枠線を表示し、その枠線の位置を移動させたり、枠線の大きさを拡大したり縮小したり、スキャノ画像41-5の端部から任意の割合を削除して小さくしたりする入力操作に応じてスキャン範囲41-7を設定する。スキャン範囲手動設定機能55-3は、微調整、やり直し等により設定されたスキャン範囲41-7をメモリ41に記憶させる。スキャン範囲手動設定機能55-3は、「画像加工部」の一例である。 In addition, the manual scan range setting function 55-3 redoes the scan range setting (or creates a new one) when the operator performs an operation indicating that the scan range 41-7 output by the automatic scan range setting function 55-2 is not to be adopted. In this case, the manual scan range setting function 55-3 sets the scan range 41-7 according to the operation input by the operator via the input interface 43 for the scan image 41-5 output by the scan image acquisition function 55-1 (for example, an input operation to display a frame indicating the scan range 41-7 on the scan image 41-5 on the display 42, move the position of the frame, or enlarge or reduce the size of the frame). The manual scan range setting function 55-3 overwrites the scan range 41-7 stored in the memory 41 with the set scan range 41-7. Similarly, even if the scan range automatic setting function 55-2 omits the process of setting the scan range 41-7, the scan range manual setting function 55-3 displays a frame line indicating the scan range 41-7 on the scan image 41-5, and sets the scan range 41-7 in response to input operations such as moving the position of the frame line, enlarging or reducing the size of the frame line, or reducing it by deleting an arbitrary percentage from the edge of the scan image 41-5. The scan range manual setting function 55-3 stores the scan range 41-7 set by fine-tuning, redoing, etc. in the memory 41. The scan range manual setting function 55-3 is an example of an "image processing unit."

なお、スキャン範囲自動設定機能55-2およびスキャン範囲手動設定機能55-3は、CT画像を再構成する際の再構成範囲を設定するものであってもよい。この場合、スキャン範囲自動設定機能55-2は、例えば、学習済みモデル41-8によって出力されたスキャン範囲41-7を再構成範囲に変換する所定の演算を行い、その演算結果に基づいて、制御装置18にスキャンを実行させる。このとき、学習済みモデル41-8によって出力されるスキャン範囲41-7は、再構成範囲よりも広範囲となる可能性がある。また、スキャン範囲自動設定機能55-2およびスキャン範囲手動設定機能55-3が再構成範囲を設定する場合、且つ、学習済みモデル41-8に再構成範囲を出力する学習済みモデルがある場合、その再構成範囲を出力する学習済みモデルが用いられてもよい。この場合、スキャン範囲手動設定機能55-3は、再構成範囲を上下左右に拡張した範囲をスキャン範囲41-7として設定する。 The scan range automatic setting function 55-2 and the scan range manual setting function 55-3 may set the reconstruction range when reconstructing a CT image. In this case, the scan range automatic setting function 55-2 performs a predetermined calculation to convert the scan range 41-7 output by the trained model 41-8 into a reconstruction range, and causes the control device 18 to execute a scan based on the calculation result. At this time, the scan range 41-7 output by the trained model 41-8 may be wider than the reconstruction range. In addition, when the scan range automatic setting function 55-2 and the scan range manual setting function 55-3 set the reconstruction range, and when the trained model 41-8 has a trained model that outputs the reconstruction range, the trained model that outputs the reconstruction range may be used. In this case, the scan range manual setting function 55-3 sets the range expanded up, down, left, and right as the scan range 41-7.

スキャン実行機能55-4は、メモリ41に格納されたスキャン範囲41-7によって規定される範囲で本撮影を行い、本撮影画像41-6(スキャン画像)を取得するように、制御装置18を制御する。 The scan execution function 55-4 controls the control device 18 to perform actual photographing within the range defined by the scan range 41-7 stored in the memory 41 and obtain the actual photographed image 41-6 (scanned image).

スキャン範囲41-7には、スキャン範囲自動設定機能55-2による自動設定結果であるスキャン範囲が採用されたのか、スキャン範囲手動設定機能55-3による手動設定が行われたのか否かを識別するフラグ等が設定されてもよい。 A flag or the like may be set in the scan range 41-7 to identify whether the scan range was adopted as a result of automatic setting by the scan range automatic setting function 55-2 or whether it was manually set by the scan range manual setting function 55-3.

学習機能57は、複数の被検体に関するスキャノ画像と撮影条件とスキャン範囲とのセットをメモリ41または外部装置から取得する。学習機能57は、取得したスキャノ画像と、スキャン対象部位に関する情報を含む撮影条件とを学習データとし、同じ被検体に対して設定されたスキャノ画像を教師データとして機械学習を行うことで、学習済みモデル41-8を生成する。学習機能57は、「モデル生成部」の一例である。 The learning function 57 acquires sets of scanograms, imaging conditions, and scan ranges for multiple subjects from the memory 41 or an external device. The learning function 57 uses the acquired scanograms and imaging conditions including information about the areas to be scanned as learning data, and generates a trained model 41-8 by performing machine learning using scanograms set for the same subjects as teacher data. The learning function 57 is an example of a "model generation unit."

また、学習機能57は、外部装置により実現されてもよい。その場合、転送機能58は、少なくとも、転送対象であるスキャノ画像41-5とそのスキャノ画像41-5に対応付いたスキャン範囲41-7とを転送し、学習に用いられるようにしてもよい。また、転送機能58は、転送対象であるスキャノ画像41-5に基づいて生成された再構成画像41-4の再構成範囲をさらに転送して、学習に用いられるようにしてもよい。 The learning function 57 may also be realized by an external device. In this case, the transfer function 58 may transfer at least the scano image 41-5 to be transferred and the scan range 41-7 corresponding to the scano image 41-5, so as to be used for learning. The transfer function 58 may also transfer the reconstruction range of the reconstructed image 41-4 generated based on the scano image 41-5 to be transferred, so as to be used for learning.

図5は、学習機能57の処理について説明するための図である。学習機能57は、予め接続情報等が定義されると共に接続係数等のパラメータが暫定的に設定された機械学習モデルに対して、複数セットの学習データを入力し、その結果が、学習データに対応する教師データに近づくように、機械学習モデルにおけるパラメータを調整する。機械学習モデルには、撮影条件とスキャノ画像が入力される。 Figure 5 is a diagram for explaining the processing of the learning function 57. The learning function 57 inputs multiple sets of learning data to a machine learning model in which connection information and the like are defined in advance and parameters such as connection coefficients are provisionally set, and adjusts the parameters in the machine learning model so that the results approach the teacher data corresponding to the learning data. Shooting conditions and scano images are input to the machine learning model.

機械学習モデルに入力される撮影条件には、例えば、前述した撮影条件が設定される。 The shooting conditions input to the machine learning model are, for example, the shooting conditions described above.

機械学習モデルに入力されるスキャノ画像には、例えば、検査中に設定された情報(例えば、体軸方向再構成範囲、画像再構成時のROI(region of interest)の設定情報)等が含まれてよい。 The scanograms input to the machine learning model may include, for example, information set during the examination (e.g., the reconstruction range in the body axis direction, and information on the region of interest (ROI) setting during image reconstruction).

学習機能57は、例えば、バックプロパゲーション(逆誤差伝搬法)によって機械学習モデルのパラメータを調整する。機械学習モデルは、例えば、CNN(Convolution Neural Network)を利用したDNN(Deep Neural Network)である。なお、機械学習モデルは、より新しい学習データがアウトプットとして反映されやすくなるように、学習データ毎に重み付け設定などを行ってもよい。 The learning function 57 adjusts the parameters of the machine learning model, for example, by backpropagation. The machine learning model is, for example, a deep neural network (DNN) that uses a convolution neural network (CNN). Note that the machine learning model may perform weighting settings for each piece of learning data so that newer learning data is more easily reflected as output.

学習機能57は、予め定められたセット数の学習データと、対応する教師データについて学習を行うと、処理を終了する。その時点の機械学習モデルが学習済みモデル41-8として記憶される。 The learning function 57 ends the process when it has completed learning a predetermined number of sets of learning data and the corresponding teacher data. The machine learning model at that point is stored as the trained model 41-8.

スキャノ画像は、アーチファクトが検出されて再撮影を要する場合等、同一または類似の方向から複数回撮影されることがある。したがって、学習機能57は、転送機能58により転送されたスキャノ画像(すなわち、成功事例)のみを学習対象として、スキャン制御機能55によるスキャン範囲設定の処理結果を学習済みモデルに反映させるよう学習済みモデルを更新することで、より好適な学習済みモデルを生成することができる。その場合、学習機能57は、転送機能58により転送された成功事例のスキャノ画像のうち、再構成画像41-4として取得された範囲を抽出して学習対象とすることで、より高精度な学習済みモデルを生成してもよい。 A scano image may be captured multiple times from the same or similar directions, for example, when an artifact is detected and re-capture is required. Therefore, the learning function 57 can generate a more suitable trained model by learning only from the scano images (i.e., success cases) transferred by the transfer function 58 and updating the trained model to reflect the results of the scan range setting process by the scan control function 55. In this case, the learning function 57 may generate a more accurate trained model by extracting the range obtained as the reconstructed image 41-4 from the scano images of the success cases transferred by the transfer function 58 and using it as the learning object.

また、スキャン計画に用いられるスキャノ画像は、2以上の異なる角度で取得された複数の画像が用いられることがあるが、学習機能57は、そのうち一部の画像から学習済みモデルを生成してもよいし、すべての画像から学習済みモデルを生成してもよい。 In addition, the scan images used in the scan plan may be multiple images taken at two or more different angles, and the learning function 57 may generate a trained model from some of these images, or may generate a trained model from all of the images.

学習機能57の用いる学習済みモデル41-8、或いは学習機能57の用いる学習データおよび教師データは、他のX線CT装置1により生成されたものであってもよい。 The trained model 41-8 used by the learning function 57, or the training data and teacher data used by the learning function 57, may be generated by another X-ray CT device 1.

図6および図7は、X線CT装置1の利用環境の一例について説明する図である。他のX線CT装置1または学習装置により生成された学習済みモデル、或いは学習機能57の用いる学習データおよび教師データは、例えば、図6に示すようにX線CT装置1の利用施設H1に対して、X線CT装置1のメーカのサービス担当者MP等により提供される。また、他のX線CT装置1により生成された学習済みモデル、或いは学習機能57の用いる学習データおよび教師データは、例えば、図7に示すように複数のX線CT装置1の利用施設H1~HN(Nは任意の自然数)により外部ネットワークNWを介してクラウドサーバC等で共有されてもよい。クラウドサーバCは、専ら学習機能57と同様の学習を行うものであってよい。 6 and 7 are diagrams for explaining an example of the usage environment of the X-ray CT device 1. The trained model generated by another X-ray CT device 1 or learning device, or the training data and teacher data used by the training function 57, are provided, for example, by a service representative MP of the manufacturer of the X-ray CT device 1 to a facility H1 using the X-ray CT device 1 as shown in FIG. 6. In addition, the trained model generated by another X-ray CT device 1, or the training data and teacher data used by the training function 57, may be shared by a cloud server C or the like via an external network NW by a plurality of facilities H1 to HN (N is any natural number) using the X-ray CT device 1 as shown in FIG. 7. The cloud server C may exclusively perform training similar to that of the training function 57.

図8は、X線CT装置1による撮影処理の流れの一例を示すフローチャートである。 Figure 8 is a flowchart showing an example of the flow of imaging processing by the X-ray CT device 1.

まず、コンソール装置40は、被検体Pを特定する情報や撮影条件の入力を受け付け(ステップS100)、当該撮影のセッティング(例えば、寝台装置30に天板33を撮影開始位置に移動させる操作)を受け付ける(ステップS102)。次に、制御装置18は、スキャノ画像41-5を撮影するよう架台装置10を制御する(ステップS104)。 First, the console device 40 accepts input of information identifying the subject P and imaging conditions (step S100), and accepts settings for the imaging (for example, an operation to move the tabletop 33 of the bed device 30 to the imaging start position) (step S102). Next, the control device 18 controls the gantry device 10 to capture a scanogram 41-5 (step S104).

次に、学習済みモデル41-8に入力パラメータである撮影条件とスキャノ画像を入力し(ステップS106)、ディスプレイ42に学習済みモデルの出力であるスキャン範囲41-7を表示する(ステップS108)。なお、ステップS106において適用した学習済みモデル41-8が複数存在する場合、ステップS108でスキャン範囲41-7が複数パターン表示されてもよいし、ステップS106において最も好適な学習済みモデル41-8が選択されてもよい。 Next, the imaging conditions and the scan image, which are input parameters, are input to the trained model 41-8 (step S106), and the scan range 41-7, which is the output of the trained model, is displayed on the display 42 (step S108). Note that if there are multiple trained models 41-8 applied in step S106, multiple patterns of the scan range 41-7 may be displayed in step S108, or the most suitable trained model 41-8 may be selected in step S106.

次に、入力インターフェース43は、ステップS108で表示したスキャン範囲41-7を採用するか、スキャン範囲41-7を採用せず操作者がマニュアル操作でスキャン範囲設定をやり直すかについて、X線CT装置1の操作者による判断結果の入力を受け付ける(ステップS110)。スキャン範囲手動設定機能55-3は、操作者がマニュアル操作でスキャン範囲設定を行う場合、入力インターフェース43を介して行われるスキャン範囲設定を受け付ける(ステップS112)。ステップS110で表示したスキャン範囲を採用する場合、後述するステップS114に処理を進める。 Next, the input interface 43 accepts input of the decision made by the operator of the X-ray CT device 1 as to whether to adopt the scan range 41-7 displayed in step S108, or to have the operator manually redo the scan range setting without adopting the scan range 41-7 (step S110). When the operator manually sets the scan range, the scan range manual setting function 55-3 accepts the scan range setting made via the input interface 43 (step S112). When the scan range displayed in step S110 is adopted, the process proceeds to step S114, which will be described later.

スキャン範囲手動設定機能55-3は、操作者のマニュアル操作による最終的な微調整を受け付ける(ステップS114)。次に、スキャン実行機能55-4は、本撮影を行う(ステップS116)。 The manual scan range setting function 55-3 accepts final fine adjustments made manually by the operator (step S114). Next, the scan execution function 55-4 performs the actual imaging (step S116).

次に、転送機能58は、撮影結果である本撮影画像41-6をPACS等に転送する(ステップS118)。次に、学習機能57は、該スキャノ画像および撮影条件(例えば、再構成範囲等)に基づいて、学習済みモデル41-8を生成する。または、学習機能57は、該スキャノ画像および撮影条件を学習済みモデルに反映する(ステップS120)。ステップS120の処理詳細は後述する。以上、本フローチャートの説明を終了する。 Then, the transfer function 58 transfers the actual captured image 41-6, which is the result of the shooting, to a PACS or the like (step S118). Next, the learning function 57 generates a trained model 41-8 based on the scanogram and shooting conditions (e.g., reconstruction range, etc.). Alternatively, the learning function 57 reflects the scanogram and shooting conditions in the trained model (step S120). The details of the processing of step S120 will be described later. This concludes the explanation of this flowchart.

図9は、学習機能57による学習処理の流れの一例を示すフローチャートである。図9に示す処理の流れは、図8のステップS120の処理詳細に該当する。図9のフローチャートは、X線CT装置1が1名の被検体の撮影を終了する度に行われてもよいし、上述の操作者によるマニュアル操作でスキャン範囲のやり直しが行われた撮影の度に(ステップS112が実行される度に)行われてもよい。 Figure 9 is a flowchart showing an example of the flow of the learning process by the learning function 57. The process flow shown in Figure 9 corresponds to the detailed process of step S120 in Figure 8. The flowchart in Figure 9 may be performed each time the X-ray CT device 1 finishes imaging one subject, or each time imaging is performed in which the scan range is redone by manual operation by the operator as described above (each time step S112 is executed).

まず、学習機能57は、1セットの学習データであるスキャノ画像と撮影条件とを取得する(ステップS200)。次に、学習機能57は、ステップS200で取得した1セットの学習データを機械学習モデルに入力し(ステップS202)、1セットの学習データに対応する教師データから誤差を逆伝搬させる(ステップS204)。 First, the learning function 57 acquires a set of learning data, which is a scano image and shooting conditions (step S200). Next, the learning function 57 inputs the set of learning data acquired in step S200 into a machine learning model (step S202), and back-propagates errors from the teacher data corresponding to the set of learning data (step S204).

次に、学習機能57は、所定セット数の学習データについてステップS202およびS204の処理を行ったか否かを判定する(ステップS206)。所定セット数の学習データについてステップS202およびS204の処理を行っていない場合、学習機能57は、ステップS200に処理を戻す。所定セット数の学習データについてステップS202およびS204の処理を行った場合、学習機能57は、その時点のパラメータを用いて学習済みモデル41-8を確定し(ステップS208)、本フローチャートの処理を終了する。なお、ステップS206において、学習データが所定セット数存在しないため処理が継続できない場合等は、後続の処理を軽減してもよい。 Next, the learning function 57 determines whether or not the processing of steps S202 and S204 has been performed for a predetermined number of sets of learning data (step S206). If the processing of steps S202 and S204 has not been performed for the predetermined number of sets of learning data, the learning function 57 returns to the process of step S200. If the processing of steps S202 and S204 has been performed for the predetermined number of sets of learning data, the learning function 57 determines the trained model 41-8 using the parameters at that time (step S208), and ends the processing of this flowchart. Note that in step S206, if the processing cannot continue because the predetermined number of sets of learning data do not exist, the subsequent processing may be reduced.

以上、説明した第1の実施形態のX線CT装置1によれば、スキャン対象部位に関する情報と被検体Pのスキャノ画像を取得するスキャノ画像取得機能55-1と、スキャン対象部位に関する情報と被検体のスキャノ画像とに基づいてスキャン時の被検体のスキャン範囲を出力する学習済みモデル41-8に対して、スキャノ画像取得機能55-1により取得されたスキャン対象部位に関する情報と被検体Pのスキャノ画像とを入力することで、取得されたスキャン対象部位に関する情報と被検体Pのスキャノ画像に係る被検体Pに関するスキャン範囲41-7を出力するスキャン範囲自動設定機能55-2と、を備えることにより、撮影時における被検体の撮影位置合わせを容易に行えるようにすることができる。 The X-ray CT device 1 of the first embodiment described above includes a scan image acquisition function 55-1 that acquires information about the area to be scanned and a scan image of the subject P, and a trained model 41-8 that outputs the scan range of the subject during scanning based on the information about the area to be scanned and the scan image of the subject P. The trained model 41-8 is equipped with a scan range automatic setting function 55-2 that inputs information about the area to be scanned and the scan image of the subject P acquired by the scan image acquisition function 55-1 and outputs the information about the area to be scanned and the scan range 41-7 related to the subject P related to the acquired information about the area to be scanned and the scan image of the subject P. This makes it possible to easily align the subject's position during imaging.

(第2の実施形態)
以下、第2の実施形態のX線CT装置1Aについて説明する。なお、以下の説明において、第1の実施形態と同一の構成及び機能については第1の実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。また、第1の実施形態と同じ名称であるが構成または機能が異なるものについては、符号の末尾に「A」を付すものとする。
Second Embodiment
The X-ray CT apparatus 1A of the second embodiment will be described below. In the following description, the same components and functions as those of the first embodiment are given the same reference numerals as those of the first embodiment, and detailed description will be omitted. In addition, components with the same names as those of the first embodiment but different components or functions are given the reference numerals with the suffix "A".

図10は、第2の実施形態に係る架台装置10Aを説明するための図である。架台装置10Aは、第1の実施形態の架台装置10と比較して、カメラ19をさらに備える。カメラ19は、被検体Pを含む空間を撮影し、光学画像41-9を取得する。カメラ19は、架台装置10以外の箇所に設置されてもよく、例えば、寝台装置30の全体が撮影できる位置(例えば、X線CT装置1Aの設置される部屋の天井や、寝台装置30の近傍)に設置されてもよい。 Figure 10 is a diagram for explaining the gantry 10A according to the second embodiment. Compared to the gantry 10 of the first embodiment, the gantry 10A further includes a camera 19. The camera 19 captures an image of a space including the subject P and obtains an optical image 41-9. The camera 19 may be installed in a location other than the gantry 10, for example, in a position where the entire bed device 30 can be captured (for example, on the ceiling of a room in which the X-ray CT device 1A is installed, or in the vicinity of the bed device 30).

図11は、第2の実施形態に係るメモリ41Aに格納されるデータの一例を示す図である。メモリ41Aは、第1の実施形態のメモリ41と比較して、光学画像41-9をさらに記憶する。 FIG. 11 is a diagram showing an example of data stored in memory 41A according to the second embodiment. Compared to memory 41 according to the first embodiment, memory 41A further stores optical image 41-9.

図12は、第2の実施形態に係るスキャン制御機能55Aの構成図である。スキャン制御機能55Aは、第1の実施形態のスキャン制御機能55と比較して、光学画像取得機能55-5をさらに備える。 Figure 12 is a configuration diagram of a scan control function 55A according to the second embodiment. Compared to the scan control function 55 of the first embodiment, the scan control function 55A further includes an optical image acquisition function 55-5.

光学画像取得機能55-5は、カメラ19が撮像した光学画像41-9と、その光学画像に写り込む被検体Pに対応付けられた撮影条件41-1とを取得し、スキャン範囲自動設定機能55-2Aに出力する。光学画像取得機能55-5は、「取得部」の他の一例である。 The optical image acquisition function 55-5 acquires the optical image 41-9 captured by the camera 19 and the imaging conditions 41-1 associated with the subject P appearing in the optical image, and outputs them to the scan range automatic setting function 55-2A. The optical image acquisition function 55-5 is another example of an "acquisition unit."

スキャン範囲自動設定機能55-2Aは、光学画像取得機能55-5により出力された光学画像と、撮影条件とを学習済みモデル41-8Aに入力し、その結果として得られた出力情報に応じて、スキャン範囲41-7を設定し、メモリ41に記憶させる。 The automatic scan range setting function 55-2A inputs the optical image output by the optical image acquisition function 55-5 and the shooting conditions into the trained model 41-8A, sets the scan range 41-7 according to the resulting output information, and stores it in the memory 41.

スキャン範囲自動設定機能55-2Aは、操作者によるスキャン範囲の調整、やり直し、新規設定などを受け付ける。スキャン範囲自動設定機能55-2Aはスキャン範囲が採用されることを示す操作を受け付けた場合、操作者が入力インターフェース43を介して入力した微調整の内容を反映した後、本撮影が行われる。この微調整は、スキャン範囲手動設定機能55-3によって行われる。スキャン範囲自動設定機能55-2Aは、やり直し、新規設定などを示す処理を受け付けた場合、すなわち光学画像に基づくスキャン範囲が採用されないことを示す処理を受け付けた場合、光学画像の再取得が行われてもよいし、スキャノ画像の取得のための処理が行われてもよい。スキャン範囲自動設定機能55-2Aは、「処理部」の他の一例である。 The automatic scan range setting function 55-2A accepts adjustments, redoing, new settings, etc. of the scan range by the operator. When the automatic scan range setting function 55-2A accepts an operation indicating that the scan range is adopted, the actual shooting is performed after reflecting the contents of the fine adjustments input by the operator via the input interface 43. This fine adjustment is performed by the manual scan range setting function 55-3. When the automatic scan range setting function 55-2A accepts a process indicating redoing, new settings, etc., that is, a process indicating that the scan range based on the optical image is not adopted, the optical image may be reacquired, or a process for acquiring a scano image may be performed. The automatic scan range setting function 55-2A is another example of a "processing unit".

図13は、スキャン範囲自動設定機能55-2Aによる処理の内容について説明するための図である。スキャン範囲自動設定機能55-2Aは、パラメータとして撮影条件41-1に含まれる検査条件の情報と、光学画像41-9とを学習済みモデル41-8に入力することで、被検体Pのスキャン範囲41-7を出力する。このスキャン範囲41-7に基づいて後続の処理を行うことにより、被検体Pのスキャノ画像撮影から本撮影までに要するスキャン計画の時間を短縮することができる。 FIG. 13 is a diagram for explaining the processing performed by the scan range automatic setting function 55-2A. The scan range automatic setting function 55-2A outputs the scan range 41-7 of the subject P by inputting the information on the inspection conditions included in the imaging conditions 41-1 and the optical image 41-9 as parameters to the trained model 41-8. By performing subsequent processing based on this scan range 41-7, it is possible to shorten the time required for the scan planning from the scanogram capture of the subject P to the actual capture.

学習機能57Aは、スキャノ画像と撮影条件を学習データとする学習済みモデルに加えて、光学画像と撮影条件を学習データとする学習済みモデルを生成する。学習機能57Aは、複数の被検体に関する光学画像と撮影条件とスキャン範囲とのセットをメモリ41または外部装置から取得する。学習機能57Aは、取得した光学画像と、スキャン対象部位に関する情報を含む撮影条件とを学習データとし、同じ被検体に対して設定されたスキャン範囲を教師データとして機械学習を行うことで、学習済みモデル41-8を生成する。 The learning function 57A generates a learned model that uses optical images and shooting conditions as learning data in addition to a learned model that uses scano images and shooting conditions as learning data. The learning function 57A acquires sets of optical images, shooting conditions, and scan ranges for multiple subjects from the memory 41 or an external device. The learning function 57A generates a learned model 41-8 by performing machine learning using the acquired optical images and shooting conditions including information about the area to be scanned as learning data and the scan range set for the same subject as teacher data.

図14は、学習機能57Aの処理について説明するための図である。学習機能57Aは、予め接続情報等が定義されると共に接続係数等のパラメータが暫定的に設定された機械学習モデルに対して、複数セットの学習データを入力し、その結果が、学習データに対応する教師データに近づくように、機械学習モデルにおけるパラメータを調整する。機械学習モデルには、撮影条件と光学画像が入力される。学習機能57Aは、予め定められたセット数の学習データと、対応する教師データについて学習を行うと、処理を終了する。その時点の機械学習モデルが学習済みモデル41-8Aとして記憶される。 FIG. 14 is a diagram for explaining the processing of the learning function 57A. The learning function 57A inputs multiple sets of learning data to a machine learning model in which connection information and the like are defined in advance and parameters such as connection coefficients are provisionally set, and adjusts the parameters in the machine learning model so that the result approaches the teacher data corresponding to the learning data. The shooting conditions and optical images are input to the machine learning model. The learning function 57A ends the processing when it has learned a predetermined number of sets of learning data and the corresponding teacher data. The machine learning model at that point is stored as the trained model 41-8A.

なお、スキャン範囲自動設定機能55-2Aによる光学画像に基づくスキャン範囲の生成と、スキャノ画像に基づくスキャン範囲の生成は併用されてもよい。スキャン範囲自動設定機能55-2Aは、例えば、X軸方向のスキャン範囲をスキャノ画像の学習済みモデルの出力に基づいて設定し、Y軸方向のスキャン範囲をスキャノ画像の代替として光学画像の学習済みモデルの出力に基づいて設定する。これにより、X線CT装置1Aの操作者や被検体Pの被ばく量を減少させることができる。 The generation of the scan range based on the optical image by the scan range automatic setting function 55-2A and the generation of the scan range based on the scanogram image may be used together. For example, the scan range automatic setting function 55-2A sets the scan range in the X-axis direction based on the output of the trained model of the scanogram image, and sets the scan range in the Y-axis direction based on the output of the trained model of the optical image as a substitute for the scanogram image. This makes it possible to reduce the amount of radiation exposure of the operator of the X-ray CT device 1A and the subject P.

図15は、X線CT装置1Aによる撮影処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図15のフローチャートのステップS300およびS302は、図7のフローチャートのステップS100およびS102と対応する。また、図15のフローチャートのステップS312~S328は、図7のフローチャートのステップS104~S120と対応する。 Figure 15 is a flowchart showing an example of the flow of imaging processing by the X-ray CT device 1A. Note that steps S300 and S302 in the flowchart of Figure 15 correspond to steps S100 and S102 in the flowchart of Figure 7. Also, steps S312 to S328 in the flowchart of Figure 15 correspond to steps S104 to S120 in the flowchart of Figure 7.

まず、コンソール装置40は、被検体Pを特定する情報や撮影条件の入力を受け付け(ステップS300)、当該撮影のセッティングを受け付ける(ステップS302)。次に、光学画像取得機能55-5は、カメラ19により撮影された光学画像を取得する(ステップS304)。次に、学習済みモデルに光学画像を適用し(ステップS306)、ディスプレイ42に学習済みモデルに基づくスキャン範囲を表示する(ステップS308)。なお、ステップS306において適用された学習済みモデルが複数存在する場合、ステップS308でスキャン範囲が複数パターン表示されてもよいし、ステップS36において最も好適な学習済みモデルが選択されてもよい。 First, the console device 40 accepts input of information identifying the subject P and imaging conditions (step S300), and accepts the settings for the imaging (step S302). Next, the optical image acquisition function 55-5 acquires an optical image captured by the camera 19 (step S304). Next, the optical image is applied to the trained model (step S306), and a scan range based on the trained model is displayed on the display 42 (step S308). Note that if there are multiple trained models applied in step S306, multiple patterns of scan ranges may be displayed in step S308, or the most suitable trained model may be selected in step S36.

次に、入力インターフェース43は、ステップS308で表示したスキャン範囲を採用するか、スキャノ画像を撮影してスキャン範囲設定を行うかについて、X線CT装置1Aの操作者による判断結果の入力を受け付ける(ステップS310)。表示したスキャン範囲を採用することを示す操作を受け付けた場合、後述するステップS322に処理を進める。制御装置18は、スキャノ画像を撮影することを示す操作を受け付けた場合、スキャノ画像を撮影するよう架台装置10を制御する(ステップS312)。 Then, the input interface 43 accepts input of the decision made by the operator of the X-ray CT device 1A as to whether to adopt the scan range displayed in step S308 or to take a scan image and set the scan range (step S310). If an operation indicating that the displayed scan range is adopted is accepted, the process proceeds to step S322, which will be described later. If the control device 18 accepts an operation indicating that a scan image is to be taken, the control device 18 controls the gantry device 10 to take a scan image (step S312).

次に、スキャン範囲自動設定機能55-2Aは、学習済みモデルに入力パラメータである撮影条件とスキャノ画像を入力し(ステップS314)、ディスプレイ42に学習済みモデルの出力であるスキャン範囲を表示する(ステップS316)。なお、ステップS314において適用した学習済みモデルが複数存在する場合、ステップS316でスキャン範囲が複数パターン表示されてもよいし、ステップS314において最も好適な学習済みモデルが選択されてもよい。 Next, the scan range automatic setting function 55-2A inputs the shooting conditions and the scan image, which are input parameters, to the trained model (step S314), and displays the scan range, which is the output of the trained model, on the display 42 (step S316). Note that if there are multiple trained models applied in step S314, multiple patterns of the scan range may be displayed in step S316, or the most suitable trained model may be selected in step S314.

次に、入力インターフェース43は、ステップS316で表示したスキャン範囲設定を採用するか、操作者がマニュアル操作でスキャン範囲設定をやり直すかについて、X線CT装置1Aの操作者による判断結果の入力を受け付ける(ステップS318)。スキャン範囲自動設定機能55-2Aは、操作者がマニュアル操作でスキャン範囲設定をやり直す場合、入力インターフェース43を介して行われるスキャン範囲設定を受け付ける(ステップS320)。ステップS316で表示したスキャン範囲を採用する場合、後述するステップS322に処理を進める。 Next, the input interface 43 accepts input of the decision made by the operator of the X-ray CT device 1A as to whether to adopt the scan range setting displayed in step S316 or to manually redo the scan range setting (step S318). If the operator manually redoes the scan range setting, the automatic scan range setting function 55-2A accepts the scan range setting made via the input interface 43 (step S320). If the scan range displayed in step S316 is adopted, the process proceeds to step S322, which will be described later.

スキャン範囲自動設定機能55-2Aは、操作者のマニュアル操作による最終的な微調整を受け付ける(ステップS322)。次に、制御装置18は、本撮影を行う(ステップS324)。 The automatic scan range setting function 55-2A accepts final fine adjustments made manually by the operator (step S322). Next, the control device 18 performs the actual imaging (step S324).

次に、転送機能58は、撮影結果である本撮影画像はPACS等に転送する(ステップS326)。次に、学習機能57Aは、該スキャノ画像または該光学画像、および撮影条件を含む学習済みモデルを生成する。または、学習機能57Aは、該スキャノ画像または該光学画像、および撮影条件を学習済みモデルに反映する(ステップS328)。ステップS328の処理詳細は後述する。以上、本フローチャートの説明を終了する。 Next, the transfer function 58 transfers the actual captured image, which is the result of the capture, to a PACS or the like (step S326). Next, the learning function 57A generates a trained model including the scanogram or optical image and the capture conditions. Alternatively, the learning function 57A reflects the scanogram or optical image and the capture conditions in the trained model (step S328). The details of the process of step S328 will be described later. This concludes the explanation of this flowchart.

図16は、学習機能57Aによる光学画像の学習処理の流れの一例を示すフローチャートである。図9に示すフローチャートと、図16に示すフローチャートとを合わせたものは、図15のステップS328の処理詳細に該当する。図16のフローチャートは、X線CT装置1が1名の被検体の撮影を終了する度に行われてもよいし、上述の操作者によるマニュアル操作でスキャン範囲のやり直しが行われた撮影の度に(ステップS320が実行される度に)行われてもよい。 Figure 16 is a flowchart showing an example of the flow of the learning process of optical images by the learning function 57A. The combination of the flowchart shown in Figure 9 and the flowchart shown in Figure 16 corresponds to the detailed processing of step S328 in Figure 15. The flowchart in Figure 16 may be performed each time the X-ray CT device 1 finishes imaging one subject, or may be performed each time imaging is performed in which the scan range is redone by manual operation by the operator as described above (each time step S320 is executed).

まず、学習機能57Aは、1セットの学習データである光学画像と撮影条件とを取得する(ステップS400)。次に、学習機能57Aは、1セットの学習データを機械学習モデルに入力し(ステップS402)、1セットの学習データに対応する教師データから誤差を逆伝搬させる(ステップS404)。 First, the learning function 57A acquires an optical image and shooting conditions, which are a set of learning data (step S400). Next, the learning function 57A inputs the set of learning data into a machine learning model (step S402) and back-propagates errors from the teacher data corresponding to the set of learning data (step S404).

次に、学習機能57Aは、所定セット数の学習データについてステップS402およびS404の処理を行ったか否かを判定する(ステップS406)。所定セット数の学習データについてステップS402およびS404の処理を行っていない場合、学習機能57Aは、ステップS400に処理を戻す。所定セット数の学習データについてステップS402およびS404の処理を行った場合、学習機能57Aは、その時点のパラメータを用いて学習済みモデル41-8を確定し(ステップS408)、本フローチャートの処理を終了する。なお、ステップS406において、学習データが所定セット数存在しないため処理が継続できない場合等は、後続の処理を軽減してもよい。 Next, the learning function 57A determines whether or not the processing of steps S402 and S404 has been performed for a predetermined number of sets of learning data (step S406). If the processing of steps S402 and S404 has not been performed for the predetermined number of sets of learning data, the learning function 57A returns to the process of step S400. If the processing of steps S402 and S404 has been performed for the predetermined number of sets of learning data, the learning function 57A determines the trained model 41-8 using the parameters at that time (step S408), and ends the processing of this flowchart. Note that in step S406, if the processing cannot continue because the predetermined number of sets of learning data do not exist, the subsequent processing may be reduced.

以上説明した第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を奏する他、スキャン範囲自動設定機能55-2Aによって光学画像に基づくスキャン範囲が生成されることにより、第1の実施形態と比較してスキャノ画像の撮影回数を軽減できる可能性が高まり、X線CT装置1Aの操作者や被検体Pの被ばく量が軽減される可能性を高めることができる。 The second embodiment described above not only achieves the same effects as the first embodiment, but also increases the possibility of reducing the number of scano images taken compared to the first embodiment by generating a scan range based on an optical image using the scan range automatic setting function 55-2A, thereby increasing the possibility of reducing the amount of radiation exposure of the operator of the X-ray CT device 1A and the subject P.

上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
プログラムを格納するストレージと、
プロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、前記プログラムを実行することにより、
スキャン対象部位に関する情報と被検体の位置合わせ画像を取得し、
スキャン対象部位に関する情報と被検体の位置合わせ画像とに基づいて、スキャン時の前記被検体のスキャン範囲を出力する学習済みモデルに対して、取得した前記スキャン対象部位に関する情報と被検体の位置合わせ画像とを入力することで、前記取得したスキャン対象部位に関する情報と被検体の位置合わせ画像に係る被検体に関するスキャン範囲を出力する、
ように構成されている、医用画像診断装置。
The above-described embodiment can be expressed as follows.
A storage device for storing programs;
a processor;
The processor executes the program,
Obtaining information about the area to be scanned and an alignment image of the subject;
a trained model that outputs a scan range of the subject during scanning based on information about a scan target portion and a registration image of the subject, and outputs a scan range of the subject related to the acquired information about the scan target portion and the registration image of the subject by inputting the acquired information about the scan target portion and the registration image of the subject into the trained model that outputs a scan range of the subject related to the acquired information about the scan target portion and the registration image of the subject;
The medical image diagnostic apparatus is configured as follows.

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、スキャン対象部位に関する情報を含む撮影条件情報(41-1)と、被検体のスキャン範囲を特定するための画像(41-4、41-9)を取得する取得部(55-1、55-5)と、撮影条件情報と、被検体のスキャン範囲を特定するための画像とに基づいて、学習済みモデル(41-8)に対して、撮影条件情報と、被検体のスキャン範囲を特定するための画像とを入力することで、該スキャン時の被検体のスキャン範囲を出力する処理部(55-2、55-2A)と、を持つことにより、撮影時における被検体の撮影位置合わせを容易に行うことができる。 According to at least one of the embodiments described above, the imaging condition information (41-1) including information on the part to be scanned, the acquisition unit (55-1, 55-5) that acquires the image (41-4, 41-9) for identifying the scan range of the subject, and the processing unit (55-2, 55-2A) that inputs the imaging condition information and the image for identifying the scan range of the subject to the trained model (41-8) based on the imaging condition information and the image for identifying the scan range of the subject, and outputs the scan range of the subject during the scan, can easily align the imaging position of the subject during imaging.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の軽減、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various reductions, substitutions, and modifications can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are within the scope of the invention and its equivalents as set forth in the claims, as well as the scope and spirit of the invention.

1、1A…X線CT装置
10、10A…架台装置
11…X線管
12…ウェッジ
13…コリメータ
14…X線高電圧装置
15…X線検出器
16…データ収集システム
17…回転フレーム
18…制御装置
19…カメラ
30…寝台装置
31…基台
32…寝台駆動装置
33…天板
34…支持フレーム
40…コンソール装置
50…処理回路
51…システム制御機能
52…前処理機能
53…再構成処理機能
54…画像処理機能
55、55A…スキャン制御機能
55-1…スキャノ画像取得機能
55-2、55-2A…スキャン範囲自動設定機能
55-3…スキャン範囲手動設定機能
55-4…スキャン実行機能
55-5…光学画像取得機能
56…表示制御機能
57、57A…学習機能
58…転送機能
1, 1A...X-ray CT device 10, 10A...Gantt device 11...X-ray tube 12...Wedge 13...Collimator 14...X-ray high voltage device 15...X-ray detector 16...Data acquisition system 17...Rotating frame 18...Control device 19...Camera 30...Cedent device 31...Base 32...Cedent drive device 33...Top plate 34...Support frame 40...Console device 50...Processing circuit 51...System control function 52...Pre-processing function 53...Reconstruction processing function 54...Image processing function 55, 55A...Scan control function 55-1...Scano image acquisition function 55-2, 55-2A...Automatic scan range setting function 55-3...Manual scan range setting function 55-4...Scan execution function 55-5...Optical image acquisition function 56...Display control function 57, 57A...Learning function 58...Transfer function

Claims (1)

スキャン対象部位に関する情報と被検体の位置合わせ画像とを取得する取得部と、
スキャン対象部位に関する情報と被検体の位置合わせ画像とに基づいてスキャン時の被検体のスキャン範囲を出力する学習済みモデルに対して、取得された前記スキャン対象部位に関する情報と被検体の位置合わせ画像とを入力することで、前記取得されたスキャン対象部位に関する情報と被検体の位置合わせ画像に係る被検体に関するスキャン範囲を出力する処理部と、
を備える医用画像診断装置。
an acquisition unit that acquires information about a region to be scanned and an alignment image of a subject;
a processing unit that outputs a scan range of a subject during scanning based on information about a scan target portion and an aligned image of the subject by inputting the acquired information about the scan target portion and the aligned image of the subject to a trained model that outputs the scan range of the subject during scanning based on the information about the scan target portion and an aligned image of the subject;
A medical image diagnostic apparatus comprising:
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