JP2003510772A - 動作パラメータ値の入力中に実行可能レベルを動的に知らせるｘ線に基づく臨床装置及び方法 - Google Patents

動作パラメータ値の入力中に実行可能レベルを動的に知らせるｘ線に基づく臨床装置及び方法

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Abstract

(57)【要約】 ユーザインタフェースを備えるX線に基づく臨床装置は、動作パラメータ値のシーケンスに基づいてX線照射プロセスを実行するために、当該装置を起動し、次いで、該動作パラメータ値のシーケンスを入力することにより動作される。とりわけ、前記入力中に、前記プロセスの実行可能レベルが、当該装置の１つ以上の臨界的素子における予想される物理的な影響又は他の量的な影響を見込んで動的に把握される。不十分な実行可能性を検出すると、前記実行可能レベルに圧倒的な悪影響を持つ既に入力された１つ以上のパラメータ値が見つけ出され、前記実行可能レベルを十分に高めるまで、ユーザにより開始されるこれらの値の修正を許可する。さもなければ、X線照射プロセスの実行に対する準備として前記シーケンスを完全にするまで前記入力が継続される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の前文に記載されているようなシステムに関する。X線に
基づく装置は、診断処置のために、限定するわけではないがとりわけコンピュー
タ断層撮影走査（Computer Tomography Scanning）のために広く使用されている
。測定自身を実行するのに先んじて、オペレータは、実際の走査を得ることが出
来ないうちに、種々の走査パラメータ値を選択しなければならないかもしれない
。とりわけ、装置の実際の状態により、パラメータ値の全ての組み合わせが有効
であるとは限らないかもしれない。選択された複数パラメータの設定が実行可能
であるか否かの決定は、以下の理由から人間のオペレータにとって困難な作業で
ある。 ・あるパラメータは、ある一定の幾何学的な動きに課される制限等によって互い
に依存する。また、放射線の持続時間及び強度も、実際の放射線負荷を作成する
ように組み合わさる。 ・推定するのが困難なある側面が、X線管等の臨界的素子（critical elements）
における放散負荷（dissipation load）である。最大発生温度（maximum incurr
ed temperature）は、特に推測するのが困難である。
【０００２】
【課題を解決するための手段】
故に、本発明の目的は、とりわけ、オペレータが計画された放射プロセスの実
行可能性を動的に予想し、前記実行可能性が低すぎる場合には、前記プロセスの
準備の早い段階において該プロセスを修正することを可能にすることにある。実
際に、実行可能レベルが低すぎる場合に、計画された照射は、X線管若しくは他
の臨界的素子の冷却、又は起こるべき他の緩和をさせるために、予想外の待ち時
間を必要とし得る。外部からの種々の影響はX線管を加熱させ得る。ここではこ
の加熱もまた緩和と呼ぶ。最終的に、ある状況においては、走査さえも中断され
なければならなくなり得る。
【０００３】 従って、本発明の特徴のうちの１つによれば、本発明は、請求項１の特徴部を
特徴とする。
【０００４】 米国特許第5,400,378号自身は、変動する組織による減衰（tissue attenuatio
n）の影響下で、X線量を調整する装置に対するフィードバック機構を持つ。この
方法によれば、照射を受ける人は、他の方法によるよりも少ない放射線にさらさ
れ得る。実際には、従来技術の装置のユーザインタフェースは、オペレータによ
り可能な修正をするための照射パラメータ値のレベルにおけるこの調整を知らせ
ないであろう。
【０００５】 対比すると、本発明は、動的にユーザインタフェースに作用する手順であり、
結果として、プロセスの計算された実行可能レベルを用いる。とりわけ、本発明
は、早い段階で斯様な問題を検出することを可能にし、故に、軽減するステップ
をとることができ、又は他の例においては、前記プロセスを中止することができ
、若しくは別のより強力な装置に振り向けることが出来る。一般に、本発明は、
走査の計画の効率を更に改善するための種々のパラメータ値の試し設定又は誤り
設定のせいであろう遅延を大きく減らすことを目的とする。
【０００６】 本発明はまた、上記の方法を適用するように構成されているX線に基づく臨床
装置にも関する。本発明の他の有利な特徴は従属項に記載されている。
【０００７】 以下に、好ましい実施例の開示、とりわけ添付図を参照して、本発明のこれら
及び他の特徴並びに利点をより詳細に説明する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、当該システムにおいて本発明を用いているCTイメージングシステム１
０の説明図である。前記CTイメージングシステムにおいて、ガントリ（gantry）
１２は、該ガントリの反対側の検出器アレイ１６に向けてX線ビーム１４を投射
するX線源１３を持つ。アレイ１６は、台３８に載っている臨床患者１５を透過
する投射X線を集合的に感知する多くの検出器素子１８を持つ。各検出器素子は
、該検出器素子の受信X線強度、及び元のX線強度が与えられている場合には減衰
率を表わす電気信号を作成する。X線投射データを作成するための走査中には、
ガントリ及び関連する構成要素が、患者１５内に位置する回転の中心１９のまわ
りを回転する。アレイ１６の一端の明確に示されてはいない基準検出器は、加え
られるX線量において非一様性を検出するために減衰されていないビームの強度
を測定する。
【０００９】 図２は、斯様なCTイメージングシステムのブロック図である。前記CTイメージ
ングシステムにおいて、ガントリの回転及びX線源１３の動作は制御システム２
０によって管理される。この機構は、ガントリ１２の位置及び回転速度を制御す
る制御器２３に電力信号及びタイミング信号を供給するX線制御器２２を有する
。この制御機構内のデータ収集システム２４は、検出器素子１８からアナログデ
ータをサンプリングし、Ａ／Ｄ変換を行う。画像再構成器２５は、デジタルＸ線
データを受信し、画像再構成を行う。再構成された画像は、大容量記憶装置２９
に記憶するためにコンピュータ２６に入力される。
【００１０】 コンピュータ２６はまた、キーボード又はマウス等の種々の入力機構を具備し
得るユーザインタフェースコンソール３０を介してオペレータから命令及び走査
パラメータを受け取る。ユーザインタフェースディスプレイ３２は、オペレータ
がコンピュータ２６から受け取った再構成された画像及び他のデータを観察する
ことを可能にする。オペレータにより供給された命令及びパラメータは、データ
収集システム２４、Ｘ線制御器２２及びガントリモータ制御器２３に制御信号及
び情報を提供するためにコンピュータ２６によって用いられる。更に、コンピュ
ータ２６は、患者１５をガントリ１２内に位置させるために電動式の台３８を制
御する台モータ制御器３４を動作させる。
【００１１】 とりわけ、コンピュータ２６は、種々のシステム構成要素が、連続する照射ビ
ーム間の角度の又は線形の間隔、照射時間、Ｘ線エネルギー、及び当業者によく
知られている種々の他のもの等のパラメータ値のシーケンスに依存して、記憶さ
れているプログラムに従って所定の走査を行うよう命令する。
【００１２】 現在のシステムにおいて、オペレータによって選択されたパラメータ値の有効
性は、全ての値が入力されている場合及び計画された走査を実際に実行するため
にシステムの準備を整える次の機能をオペレータが選択する場合しかチェックさ
れない。この時点において、システムは、全く走査を行うことが出来ないことを
警告するエラーメッセージ、又はある一定の待ち時間が導入されなければならな
いであろうことを知らせる警告メッセージのいずれかを通知するかもしれない。
ここで、そのようなエラーメッセージ又は警告メッセージを受け取った後に、オ
ペレータはパラメータを変えたいかもしれないし、種々のパラメータ値を入力す
るために手順を繰り返したいかもしれない。斯様なことは、とりわけ患者が、装
置に付属する台の上で実際に待っているかもしれないことから、更に患者に、し
ばしばとるべきある一定の姿勢などについて、プロセス自体についての指示をし
なければならないであろうことから、特に厄介なものとしてオペレータにより経
験される。しかしながら、この指示は、計画された走査を実行することが本当に
確かめられている場合にのみ与えられるべきである。
【００１３】 本発明による走査の機能性における改善点は、選択されたパラメータ値の有効
性についてオンラインフィードバックを提供することにある。このことは、以下
のことを意味する。 ａ．X線管の加熱又は冷却により表わされるような、システム状態に対する各変
化又はパラメータ値に対する各変化の後に、有効性が再び評価され、オペレータ
に対するフィードバックが更新される。 ｂ．この実施例においては、有効性が信号機によって示され得る。ここでは、緑
色は、走査が実行されても良いことを意味する。次に、黄色は、走査がある一定
の待ち時間の後に実行されても良いことを意味する。最後に、赤色は、走査が全
く実行され得ないことを意味する。色の代わりに、アイコン又は笑っている顔／
笑っていない顔等の他の基本的な通知法が用いられても良い。スキャノグラム画
像における計画された収集のグラフィカルな表示は、どのスライス及び／若しく
は回転が取得され得ない、又は待ち時間後にしか取得され得ないのかを色分けに
よって示す。
【００１４】 この機能性においてチェックされるパラメータは、X線管の熱容量、ディスク
における利用可能記憶スペース、高電圧生成器の容量、及び台の位置を決める範
囲等のシステムの種々の物理的制限及び他の量的制限を網羅するであろう。この
機能性は、とりわけ１つの走査系列又は複数の走査系列の取得中のX線管の熱放
散のシミュレーションに基づいている。本発明の利点は、フィードバックループ
を著しく短くするであろうことにある。とりわけ、オペレータはより少ない時間
で全てのパラメータ値を選択し得る。更に、オペレータは、不十分な実行可能レ
ベルの原因をより洞察し得るであろうし、このことは、後の走査の計画において
より良い予想をなすことを可能にするであろう。
【００１５】 図３は、より詳細に本発明を説明しているフローチャートである。ブロック５
０においては、手順が開始され、所要のハードウェア及びソフトウェアの機能が
割り当てられ、起動される。ブロック５２においては、ユーザインタフェースが
、ユーザに対する適当なウェルカム画面等によって、対話を開始する。より分か
り易くするために、本発明は、所定のシーケンスにおけるパラメータの指定に関
してユーザに特定の質問を呈示する、フォームを埋めていく手順（form filling
procedure）によって記述されている。高度に熟練した作業者は、代わりに一様
ではないシーケンスを用いるかもしれない。ブロック５４においては、システム
が特定のパラメータ値を要求する。何も受け取らない場合（N）には、ブロック
５４を介する待ちループが継続的に走らされる。パラメータ値を受け取ると（Y
）、ブロック５６においてシステムが、次に実行されるべきX線ランのために既
に受け取られている全てのパラメータ値に基づいて実際の実行可能レベルを計算
する。この実行可能レベルが不十分である（ブロック５８がYである）場合に、
このことは、図３２内の指示器３２Ａにおける赤色によって知らされる。そのよ
うなことは、画面３２上の適当なアイコン又は赤色符号によってもなされ得る。
ここでは、前記ランを実行することは出来ず、ブロック６０においてシステムが
、この実行可能レベルに圧倒的な悪影響を持つパラメータのうちの１つ以上を見
つけ出す。前記X線管における熱負荷が高すぎる場合、このパラメータは、照射
方向の数、各放射線間隔の長さ、又は両パラメータ値が組み合わされたものとな
り得るであろう。幾何学上の制約が破られる場合、単一の動き又は２つ以上の動
きの組み合わせが原因となり得るであろう。ブロック６２において完全な又は部
分的な修正が提案され、システムはブロック５４に戻る。前記修正は、変更され
るべきパラメータ値を特定しても良く、どのくらいの量だけ変更されるべきかも
特定しても良い。
【００１６】 ブロック５８において実行可能レベルが完全に不十分ではなかった場合（N）
には、レベルが限界的な十分性（marginal sufficiency）についてブロック６４
においてチェックされる。真である場合（Y）には、前記ランは１つ以上の待ち
間隔等のある制約を伴ってのみ実行され得る。とりわけ、待ち間隔の長さは画面
上に示され得る。その結果、ブロック６６においてシステムが、実行可能レベル
に圧倒的な悪影響を持つパラメータのうちの１つ以上を見つけ出す。システムは
、パラメータ値の修正案、並びに実行可能レベルにおける該修正の影響及び／又
は待ち間隔における影響もまた表示し得る。ブロック６８においてユーザは、修
正を導入するか否かを選ぶことが出来る。肯定的な場合（Y）には、再びブロッ
ク６２において完全な又は部分的な修正が、実行可能レベル、待ち間隔等におけ
る該修正の影響を示して、又は示さずに提案され、システムはブロック５４に戻
る。オペレータは、修正のための提案に全部又は一部従っても良いが、この提案
以外の修正によって改善しようとしても良い。例えば待ち時間が許容可能である
と判断されることから、ユーザが修正の可能性を完全に拒絶する場合（N）、シ
ステムはブロック７２に進む。
【００１７】 ブロック６４において実行可能レベルがぎりぎりではなく、十分である場合(N
)に、このことは、指示器３２Cにおける緑色によって知らされ、システムはブロ
ック７２に進む。ブロック７２においてシステムは、これまでに受け取った動作
パラメータ値のシーケンスが本当に完全であるか否かを検出する。否定的な場合
（N）に、システムはブロック５４に戻る。シーケンスが完全である場合（Y）に
、X線プロセスは実行（７４）の準備が整い、その後、動作は完了する（ブロッ
ク７６）。
【００１８】 分かり易くするために、実施例においては、図３におけるオペレータの誤りに
対処する方策、出口機構及び種々の可能な微調整の省略等の種々の単純化が導入
されている。一般に、当業者は特許請求の範囲により網羅される修正を認識する
であろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を用いるCTイメージングシステムの説明図である。
【図２】斯様なシステムのブロック図である。
【図３】本発明をより詳細に説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１０ CTイメージングシステム １２ ガントリ １３ X線源 １４ X線ビーム １５ 臨床患者 １６ 検出器アレイ １８ 検出器素子 １９ 回転中心 ２０ 制御システム ２４ データ収集システム ３２ ユーザインタフェースディスプレイ ３２Ａ 指示器 ３２Ｂ 指示器 ３２Ｃ 指示器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バート アロイシウス ジェイ エム オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン ６ (72)発明者 ルトゲルス ヨハン ジー エイチ オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン ６ (72)発明者 ボウマンス モーリス エイチ ビー オランダ国 5656 アーアー アインドー フェン プロフ ホルストラーン ６ Ｆターム(参考） 4C092 AA01 AB11 AB13 AC01 AC17 CC18 CF12 DD29 4C093 AA22 CA15 CA17 CA18 CA36 ED04 FA13 FA15 FA42 FA43 FA44 FB12 FD01 FG05 FH04

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 X線に基づく臨床装置を動作させる方法であり、前記装置は
    、動作パラメータ値のシーケンスに基づいてX線照射プロセスを実行するために
    、該装置を起動し、該動作パラメータ値のシーケンスを入力するためのユーザイ
    ンタフェース手段を具備する方法であり、当該方法は、 ・前記入力中に、前記装置の１つ以上の臨界的素子における予想される物理的な
    影響又は他の量的な影響を見込んで、前記プロセスの実行可能レベルを動的に把
    握するステップ、 ・不十分な実行可能レベルを検出すると、前記実行可能レベルに圧倒的に悪影響
    を持つ１つ以上の既に入力されたパラメータ値を見つけ出し、前記実行可能レベ
    ルを十分に高めるまで、ユーザにより開始されるこれらのパラメータ値の修正を
    許可するステップ、及び ・さもなければ、前記X線照射プロセスの実行に対する準備として動作パラメー
    タ値の前記シーケンスを完全にするまで前記入力を継続するステップを有するこ
    とを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 コンピュータ断層撮影システムに適用するための請求項１に
    記載の方法。
  3. 【請求項３】 不十分な実行可能レベルは、第１ユーザ指示により示され、
    部分的に十分な実行可能レベルは、第２ユーザ指示により示され、完全に十分な
    実行可能レベルは、第３ユーザ指示により示される請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記パラメータ値の変化及び／又は前記入力を介して、並び
    に前記装置の物理的な緩和プロセスが生じることにもより、前記実行可能レベル
    が更新される請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載の方法を適用するように構成されているX線
    に基づく臨床装置であり、当該装置は、動作パラメータ値のシーケンスに基づい
    てX線照射プロセスを実行するために、当該装置を起動し、該動作パラメータ値
    のシーケンスを入力するように構成されているユーザインタフェース手段を有す
    る装置であり、当該装置が、前記入力中に、前記装置の１つ以上の臨界的素子に
    おける予想される物理的な影響又は他の量的な影響を見込んで、前記プロセスの
    実行可能レベルを動的に把握するための把握手段、不十分な実行可能レベルを検
    出すると、前記実行可能レベルに圧倒的に悪影響を持つ１つ以上の既に入力され
    たパラメータ値を見つけ出し、前記実行可能レベルを十分に高めるまで、ユーザ
    により開始されるこれらのパラメータ値の修正を許可する修正手段、及びさもな
    ければ、前記X線照射プロセスの実行に対する準備として動作パラメータ値の前
    記シーケンスの完成まで前記入力を継続することを可能にする継続手段を有する
    ことを特徴とする装置。
  6. 【請求項６】 コンピュータ断層撮影システムである請求項５に記載の装置
    。
  7. 【請求項７】 第１ユーザ指示により不十分な実行可能レベルを示し、第２
    ユーザ指示により部分的に十分な実行可能レベルを示し、第３ユーザ指示により
    完全に十分な実行可能レベルを示す指示器手段を持つ請求項５に記載の装置。
  8. 【請求項８】 前記指示器手段が色又はアイコンを介して前記指示を示す請
    求項７に記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記パラメータ値の変化及び／又は入力を介して、並びに当
    該装置の物理的な緩和プロセスが生じることにもより、前記実行可能レベルを更
    新するための更新手段を持つ請求項５に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 スキャノグラム画像における計画された収集のグラフィカ
    ルな表示のための前記指示器手段が、どのスライス及び／若しくは回転が取得さ
    れ得ないのか、又は待ち時間後にしか取得され得ないのかといった選択的な部分
    照射を色分けによって示すように構成されている請求項７に記載の装置。
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