JP2003164441A - ディジタルx線撮影用の低線量照射援用位置決め(leap)法 - Google Patents
ディジタルx線撮影用の低線量照射援用位置決め(leap)法Info
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Abstract
撮影を改善する。 【解決手段】 X線撮影システム内に患者を位置決めし
(110)、次いで低線量プレショットによる撮影を行
って、患者の位置決めを検証する(120)。患者の位
置が許容可能である場合は、全線量照射により患者を撮
影する(140)。許容可能でない場合は、患者を位置
決めし直して(130)、低線量プレショットにより再
び撮影を行い(120)、これを患者の位置が許容可能
になるまで繰り返す。低線量プレショットは低線量X線
撮影シーケンスの形態をとってよい。本発明はX線撮影
システム内での患者の適切な位置決めを高速で検証し
て、最適なX線画像品質が得られるようにする。更に、
このX線撮影システムにより、患者の部分についての追
加のX線照射を最小にする。
Description
撮影システムの改良に関する。より具体的には、本発明
は低線量照射援用位置決めを用いることにより患者の撮
影を改良するシステム及び方法に関する。
ず患者を位置決めし、次いでX線画像を取得している。
しかしながら、臨床での使用の際、X線画像を後で見直
したときにX線画像にエラーが見つかること、例えば、
患者が不適切に位置決めされていることが、屡々ある。
X線画像にエラーが見つかった場合は、患者を位置決め
し直して、別のX線画像を取得することが必要になる。
アナログ・フィルムに依存している。アナログ・フィル
ム上のX線画像の品質は、アナログ・フィルムを現像し
て処理した後でしか観察できない。典型的には、アナロ
グ・フィルムの現像には、少なくとも数分かかり、その
間は、患者を検査室に留めておくか、或いは利用できな
いことがある。もしX線画像が最適でないと判明した場
合、患者を呼び戻して再び位置決めすることが必要なこ
とがある。これは、X線システムのスループットに影響
を及ぼし、結果としてX線システムの全体の採算性に影
響を及ぼすことがある。
システムもまたこの欠点を有している。コンピュータ式
X線撮影法(CR)では、X線画像の位置決め精度及び
画像品質を確認できるようになる前にカセットを読み出
すことが必要である。新しいX線画像を取得するために
は患者を追加のX線に露出させることが不可欠である
が、患者の安全性についての医学的指針及び懸念によ
り、オペレータは任意の設定時間中に患者が受けるX線
照射の数を合理的に達成可能な限り低く(ALARA)
抑えることが要求される。従って、患者を追加のX線に
露出させることは患者の安全性の観点から望ましくな
い。
切な位置決めの検証を高速に行える改良X線撮影システ
ムが長い間、要望されていた。また、患者に対するX線
の照射を最小にするこのようなX線撮影システムも要望
されていた。
射援用位置決めを用いることにより患者の改良された撮
影を行うシステム及び方法を含む。先ず、X線撮影シス
テム内に患者を位置決めし、次いで低線量でのプレショ
ット(pre-shot;予備的照射)により患者を撮影する。
次いで、得られた低線量プレショット画像を解析して、
X線システム内での患者の位置を検証又は補正する。患
者が適切に位置決めされている場合、全線量(full dos
e) での照射により患者を撮影する。単一の低線量プレ
ショットの代わりに、低線量X線撮影シーケンスを用い
て患者を撮影することができ、またこのシーケンス中に
患者の位置を調節することができる。
による低線量照射援用位置決め(LEAP)のフローチ
ャート100である。本発明のLEAPは、ゼネラル・
エレクトリック(GE)社の製品であるレボリューショ
ン(Revolutuion ;登録商標)XQ/i型ディジタル・
システムのようなディジタルX線撮影システム上で実施
するのが好ましい。このレボリューション(Revolutuio
n ;商標)システムを使用すると、X線画像取得とX線
画像品質の検証との間の時間が短縮される。
n ;商標)システムでは、約6秒以内で(最も好ましく
は、1秒未満で)プレビュー画像を表示し、一方、処理
済みの画像は約20秒以内に表示することができる。以
下に更に詳しく説明するように、プレビュー画像は、患
者についての最初の画像を提供することができる予備的
な画像である。例えば、予備的な画像は、解像度を低減
した画像、例えば、2×2又は4×4ビンニング済み(b
inned)画像を処理することによってのみ決定することが
できる。処理済み画像は、各々の画素を全て処理して表
示した画像である。
検証し補正するために用いることができる。そこで、元
の画像における患者位置決めの不良を補正するために、
希望により、患者を素早く位置決めし直して再撮影する
ことができる。その結果、許容できない品質の画像をプ
リントせず(又は、画像保管及び通信システム(PAC
S)へ送ることなく)、患者が未だX線システム内に居
る間に最も可能性のある大体の位置にして、新しい画像
取得を実行することができる。
と、先ず工程110で、X線システム内で患者及び/又
はX線管及び/又は検出器を位置決めする。
により患者を撮影する。すなわち、撮影のために典型的
に使用される線量よりも低いX線照射線量を用いて患者
のX線画像を取得する。低線量とは、好ましくは、典型
的なX線撮影の照射線量の1〜4%程度である。X線技
術パラメータは全線量画像の場合と同じでもよく、或い
は異なっていてもよい。これらのX線技術パラメータ
は、好ましくは、予め設定しておいて、解剖学的構造の
視野や患者の年齢のような因子によって検索できるよう
な表にしておく。
ショット画像を表示するか、或いは患者位置決め精度を
計算する。
べきかどうかの決定を行う。好ましい実施形態では、こ
の決定をオペレータによって視覚的に行って、入力装置
上のボタンの押圧により意志表示する。すなわち、オペ
レータはプレショット画像を観察して、患者を位置決め
し直すべきか否かの決定を行う。
ズムを使用して、患者を位置決めし直すべきかどうかの
決定を行ってもよい。例えば、コンピュータ・アルゴリ
ズムにより画像セグメント化を使用して、選択した解剖
学的構造がX線検出器の視野内にあるか否かを検出する
ことができる。すなわち、患者を最初に位置決めしたと
き、オペレータにより利用可能な画像形式のメニューの
中から撮影すべきX線画像の形式を選択する。例えば、
オペレータが患者の手を撮影したいとき、オペレータは
メニューから「手」を選択することができる。次いで、
低線量プレショットにより患者を撮影する。その結果の
低線量画像は例えばセグメント化のようなコンピュータ
・アルゴリズムにより処理して、画像内で患者の位置決
めを判定する。すなわち、コンピュータ・アルゴリズム
により低線量画像を解析して、例えば、画像内の目印の
相対位置を識別することによって、患者の位置を認識す
る。患者の位置が許容可能であるとコンピュータ・アル
ゴリズムが判断した場合、最終的な高線量の画像を取得
する。患者の位置が許容可能であるとコンピュータ・ア
ルゴリズムが判断しなかった場合、コンピュータ・アル
ゴリズムは高線量での撮影を実行すべきか否かについて
決定を行うようにオペレータに催促する。画像セグメン
ト化及び自動認識のコンピュータ・アルゴリズムについ
ての更に詳しい説明は次の特許出願、すなわち、米国特
許出願第09/344190号(発明者:ケネス・クン
プ、発明の名称「医用ディジタル画像のダイナミック・
レンジを決定する方法及び装置」)、米国特許出願第0
9/739127号(発明者:クリス・アンガー及びケ
ン・クンプ、発明の名称「画像情報に基づいて二重エネ
ルギ照射手法を制御するための医用診断方法及び装
置」)、並びに米国特許出願第09/619249号
(発明者:クレア・チケリュー及びフランソア・ニコラ
ス、発明の名称「飽和管理に用いるプレショット画
像」)に見いだすことができる。
0で、必要な場合に患者の位置を調節する。すなわち、
低線量プレビュー画像を取得した後、患者の位置をX線
技師によって検証して、必要なら患者に位置を変えるよ
うに指示することができる。この代わりに、X線管及び
/又はX線検出器を位置決めし直してもよい。患者を位
置決めし直した後、患者の位置を検証するために再び低
線量プレショットによって患者を撮影する。患者の位置
について技師が満足するまで、患者を繰り返し位置決め
し直すことができる。繰り返し行う位置決め及びX線画
像検証工程の間に患者に照射される可能性のある合計の
X線線量は一回の全撮影線量よりもかなり低い。
より患者を撮影する。すなわち、患者の位置を検証した
後、全線量でのX線照射を行う。
し、遠隔取得コンソールからX線撮影プロトコルを選択
する。低線量プレショットについての画像取得手法は、
好ましくは、X線システムによって自動的に選択され
る。低線量プレショットは、X線管、X線検出器又はX
線テーブルの遠隔制御を持たないX線システムによく適
している。
者位置決めに起因する撮影の繰返しにより患者が受ける
追加の放射線線量を大幅に低減することができる。
発明の代替実施形態のフローチャート200を示す。本
発明のRADスカウト・ビューは、低いフレーム速度で
一系列(シーケンス)の画像を取得することが可能であ
り且つこの撮影シーケンスでの取得中に技師によりX線
システム(X線管、テーブル及び/又は検出器)を位置
決めし直すことが可能であるX線システムにおいて、実
施することができる。
と、先ず工程210で、X線撮影システムのX線テーブ
ル上に患者を位置決めする。
より、好ましくは5フレーム/秒の低いフレーム速度で
患者を撮影する。この代わりに、5秒ごとに約1フレー
ムのずっと低いフレーム速度で患者を撮影して、フレー
ム相互の合間に患者を位置決めし直すことができるよう
にしてもよい。
撮影している間に、技師はX線管、テーブル及び/又は
検出器の位置を制御して、患者の位置を調節する。すな
わち、技師はシステムの幾何学的配置を調節している間
に、患者の一系列の画像を実時間で取得して表示する。
所望の向きに位置決めした後、技師は低線量シーケンス
を停止して、全線量照射により患者を撮影する。このよ
うに、RADスカウト・ビューでは、患者の位置決めを
動的な方法で最適化する。
像を生成できるようにするため、X線システムの画像デ
ータの流れを変更して、転送速度を増大させ且つ処理時
間を短縮することができる。
素ビンニング(しばしば単に「ビンニング(binning) 」
と呼ばれる)によってサブサンプリング(sub-sampling)
することができる。X線撮影データのビンニングは、元
の画像内の或る数の画素を処理のために一つの画素で表
すことによって全体の画像データを低減することを含
む。例えば、先ず患者を通過したX線信号をX線検出器
で受ける。X線検出器の面は多数の画素に細分されてお
り、各々の画素は他の画素とは独立に受け取ったX線信
号レベルの値を記録することができるようになってい
る。そこで、一群の(例えば、4個、9個又は16個
の)画素によって受け取ったX線信号レベルの値を平均
して、一つの値を形成し、これらを更に処理することが
できる。従って、一つのX線画像を構成するために処理
しなければならないX線信号レベル値の総数を、具現化
の状況に応じて4分の1、9分の1又は16分の1に低
減することができる。X線画像を表示する前に処理する
必要のあるデータ全体を低減することによって、ビンニ
ングはX線画像を処理するのに必要な処理時間を最少に
する。ビンニングはX線検出器自体で行うのが好ましい
が、その代りにX線信号レベルを検出器から読み出した
後に行ってもよい。
parsing)によってサブサンプリングしてもよい。スパー
シングは、一群の画素、好ましくは、4個、9個又は1
6個の画素の内の一つの画素のX線信号レベルを選択
し、次いで該一つの画素のレベルを該一群の空間領域に
当てはめることを含む。
は、幾つかの利点が得られる。例えば、X線システムに
おける患者の位置決めを素早く検証することができる。
また、低線量プレショットを用いて患者の位置決めを検
証し、次いで単一の高線量照射を開始するので、不適切
な位置の患者を再撮影することに起因する追加の高線量
X線照射に対する患者の被曝が避けられる。その上、繰
返し手順が遙かに簡単であり且つ再撮影に起因する線量
が二倍にならないので、患者位置決めの全体的な精度を
改善することができる。従って、従来のシステムでは、
患者に対する追加の放射線照射のため、技師は(高品質
画像のために再照射を行うよりはむしろ)中位の画像を
許容していたかもしれないが、低線量画像が中位の品質
であることを示している場合、技師は位置決めを改善し
やすいことがある。
は低線量シーケンスの低線量照射は、高線量照射のため
の撮影パラメータを最適化するために用いることができ
る。例えば、低線量照射は、ゼロ点パラメータ、飽和管
理パラメータ、視野最適化パラメータ及び物理的空間フ
ィルタ・パラメータを規定するために用いることができ
る。
ロ点パラメータは、低線量照射に応答して撮影装置自体
によって自動的に決定されるパラメータである。例え
ば、ゼロ点パラメータは、X線管電流、X線照射時間、
X線管電圧、焦点スポット、又は他のX線パラメータを
含むことができる。更に、低線量画像を自動的に処理す
ることにより、患者の厚さ及び患者の構成を決定するこ
とができる。一旦厚さ及び構成が分かると、高線量照射
のX線画像取得パラメータを最適化して、最良の視野を
得ることができる。例えば、一旦患者の厚さが分かる
と、X線システムのダイナミック・レンジを変更して、
最も詳細な関心のある領域を規定することができる。
例えば、手のような細い組織を撮影するとき、X線検出
器が標準の線量で飽和することがある。飽和を防止する
ため、低線量画像を解析し、次いで全線量画像に貼り付
けて、事実上、検出器の飽和範囲を拡大させる。
と、技師は低線量画像から関心のある領域を選択するこ
とができる。次いで、X線システムを、関心のある領域
の中心へ自動的に移動させると共に、全線量ショットを
取得する前に関心のある領域を最小化するように、位置
決めすることができる。関心のある領域に対してX線画
像の視野を中心合わせし且つ最小化することにより、患
者に対する線量を低減することができる。
説明すると、低線量画像を処理して、画像にわたって患
者の厚さを決定することができる。次いで、平均厚さデ
ータはコリメータに供給することができ、コリメータは
次いで視野を空間的にフィルタ処理することができる。
すなわち、コリメータを作動して、相対的に薄い領域に
相対的に低い線量を送り出し且つ相対的に厚い領域に相
対的に高い線量を送り出すことができる。領域の厚さに
線量を適合させることにより、画像品質をより良好にし
且つ患者に対する総照射線量を低減することができる。
例えば、異なる解剖学的構造に対する調節によりX線画
像の信号対ノイズ比(SNR)を改善することができる
ので、画像品質を改善することができる。
たが、当業者には、本発明の範囲から逸脱することなく
種々の変更を行い且つ等価物との置換を行い得ることが
理解されよう。更に、本発明の範囲から逸脱することな
く特定の状況及び部材を本発明の教示に合わせて多数の
修正を行うことができる。従って、本発明は開示した特
定の実施形態に制限されず、特許請求の範囲内に入る全
ての実施形態を含むものである。
用位置決め(LEAP)のフローチャートである。
施形態のフローチャートである。
27)
Claims (35)
- 【請求項1】 X線放出器及びX線検出器を含むX線撮
影システムによって作成されるX線画像の品質を改善す
る方法であって、 前記X線放出器と前記X線検出器との間に患者を位置決
めする工程(110)と、 低線量プレショットにより患者を撮影して、低線量画像
を決定する工程(120)と、 前記低線量画像を解析して、前記X線放出器及び前記X
線検出器に対する相対的な患者の位置を決定する工程
と、 前記X線放出器及び前記X線検出器の内の少なくとも一
方に対する相対的な患者の位置を調節する工程(13
0)と、 全線量照射により患者を撮影する工程(140)と、を
有している当該方法。 - 【請求項2】 前記の調節する工程(130)は、患者
の位置を調節し、次いで全線量照射により患者を撮影す
る前に第2の低線量プレショットにより患者を再撮影す
る工程を含んでいる、請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 前記低線量プレショットは、前記全線量
照射の10%未満の線量を有する、請求項1記載の方
法。 - 【請求項4】 前記低線量プレショットは、前記全線量
照射の4%未満の線量を有する、請求項1記載の方法。 - 【請求項5】 前記X線システムはX線撮影パラメータ
を含んでおり、該X線撮影パラメータは前記低線量プレ
ショットと前記全線量照射との間で変化する、請求項1
記載の方法。 - 【請求項6】 前記X線撮影パラメータは患者の大きさ
及び解剖学的構造の視野の内の一方に従って変えられ
る、請求項5記載の方法。 - 【請求項7】 前記X線システムは遠隔取得コンソール
から技師によって制御される、請求項1記載の方法。 - 【請求項8】 前記X線システムは自動的に制御され
る、請求項1記載の方法。 - 【請求項9】 前記低線量プレショットは5秒以内に画
像を作成する、請求項1記載の方法。 - 【請求項10】 前記低線量プレショットは1秒以内に
画像を作成する、請求項1記載の方法。 - 【請求項11】 前記の低線量プレショットにより患者
を撮影する工程(120)は、低線量X線撮影シーケン
スにより患者を撮影することを含んでいる、請求項1記
載の方法。 - 【請求項12】 前記低線量X線撮影シーケンスは、毎
秒約5フレームのフレーム速度で生じる、請求項11記
載の方法。 - 【請求項13】 前記低線量X線撮影シーケンスは、5
秒ごとに約1フレームのフレーム速度で生じる、請求項
11記載の方法。 - 【請求項14】 X線撮影シーケンスにおけるX線画像
が、処理の前にサブサンプリングされる、請求項7記載
の方法。 - 【請求項15】 X線撮影シーケンスのX線画像が、ビ
ンニングを用いてサブサンプリングされる、請求項14
記載の方法。 - 【請求項16】 X線撮影シーケンスのX線画像が、ス
パーシングを用いてサブサンプリングされる、請求項1
4記載の方法。 - 【請求項17】 前記の解析する工程はさらに、コンピ
ュータ・アルゴリズムを用いて前記低線量画像を自動的
に解析することを含んでいる、請求項1記載の方法。 - 【請求項18】 X線撮影システムにおいて患者の位置
決めを検証する方法であって、 X線撮影システム内に患者を位置決めする工程(11
0)と、 低線量プレショットにより患者を撮影する工程(12
0)と、 全線量照射により患者を撮影する前に、低線量プレショ
ット画像により前記X線撮影システム内での患者の位置
を検証する工程と、 を有している当該方法。 - 【請求項19】 前記の検証する工程は、患者の位置を
調節して(130)、全線量照射により患者を撮影する
前に第2の低線量プレショットにより患者を再撮影する
工程を含んでいる、請求項18記載の方法。 - 【請求項20】 前記低線量プレショットは、前記全線
量照射の線量の1〜4%の線量を用いる、請求項18記
載の方法。 - 【請求項21】 前記X線システムは遠隔取得コンソー
ルから技師によって制御される、請求項18記載の方
法。 - 【請求項22】 前記低線量プレショットは5秒以内に
画像を作成する、請求項18記載の方法。 - 【請求項23】 前記低線量プレショットは1秒以内に
画像を作成する、請求項18記載の方法。 - 【請求項24】 前記の低線量プレショットにより患者
を撮影する工程(120)は、低線量X線撮影シーケン
スにより患者を撮影することを含んでいる、請求項18
記載の方法。 - 【請求項25】 前記低線量X線撮影シーケンスは、毎
秒約5フレームのフレーム速度で生じる、請求項24記
載の方法。 - 【請求項26】 前記低線量X線撮影シーケンスは、5
秒ごとに約1フレームのフレーム速度で生じる、請求項
24記載の方法。 - 【請求項27】 X線撮影シーケンスにおけるX線画像
が、処理の前にサブサンプリングされる、請求項24記
載の方法。 - 【請求項28】 X線撮影シーケンスのX線画像が、ビ
ンニングによってサブサンプリングされる、請求項27
記載の方法。 - 【請求項29】 X線撮影シーケンスのX線画像が、ス
パーシングによってサブサンプリングされる、請求項2
7記載の方法。 - 【請求項30】 前記の検証する工程は、コンピュータ
・アルゴリズムを用いて前記低線量画像を自動的に解析
することを含んでいる、請求項18記載の方法。 - 【請求項31】 X線撮影システムによって作成される
X線画像の品質を改善する方法であって、 X線撮影システム内に患者を位置決めする工程(11
0)と、 低線量プレショットにより患者を撮影する工程(12
0)と、 低線量画像を処理して、その後のX線照射の際に用いる
べき撮影パラメータを規定する工程と、を有している当
該方法。 - 【請求項32】 前記の処理する工程は、ゼロ点パラメ
ータを規定することを含んでいる、請求項31記載の方
法。 - 【請求項33】 前記の処理する工程は、飽和管理パラ
メータを規定することを含んでいる、請求項31記載の
方法。 - 【請求項34】 前記の処理する工程は、視野最適化パ
ラメータを規定することを含んでいる、請求項31記載
の方法。 - 【請求項35】 前記の処理する工程は、物理的空間フ
ィルタ・パラメータを規定することを含んでいる、請求
項31記載の方法。
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