JP2006192270A - 医用断層撮影装置の撮影パラメータを求めるための方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】医用断層撮影装置の撮影パラメータセットを特に簡単に求めるための方法ならびに装置を提供する。
【解決手段】医用断層撮影装置（３）のための複数の予め与えられた撮影パラメータ（ａ_i，ｂ_j）を含む撮影パラメータセット（Ａ）を求めるために、見本画像（Ｂ’_mn）が選択に供せられ、見本画像（Ｂ’_mn）の選択に基づいて見本画像に割り付けられている見本パラメータセット（Ａ’_mn）が撮影パラメータセット（Ａ）として選択される医用断層撮影装置の撮影パラメータセットを求めるための方法において、見本画像（Ｂ’_mn）の作成のために、基礎をなす断層撮影用生データセット（Ｒ_m）が、３Ｄ再構成の実施前に、仮想の画質尺度（Ｍ_mn）のシミュレーションのためにノイズ加算アルゴリズム（Ｆ’）により変更される。
【選択図】図１

Description

本発明は、医用断層撮影装置のための複数の予め与えられた撮影パラメータを含む撮影パラメータセットを求めるために、見本画像が選択に供せられ、見本画像の選択に基づいて見本画像に割り付けられている見本パラメータセットが撮影パラメータセットとして選択される医用断層撮影装置の撮影パラメータを求めるための方法に関する。更に、本発明はこの方法を実施するための装置に関する。

断層撮影とは、一般に、患者の検査すべき身体範囲の３次元画像情報の発生を可能にする医用画像化断層撮影である。用語「断層撮影」は、この意味において、特にコンピュータ断層撮影を含むが、しかし磁気共鳴（ＭＲ）断層撮影も含む。

コンピュータ断層撮影と磁気共鳴断層撮影とは、測定原理が異なることを無視すれば、最初に患者の検査すべき身体範囲の生データセットが取得され、この生データセットから所望の３次元画像情報が後になってはじめて数学的アルゴリズムの適用により算出される点で非常によく似ている。この算出ステップは以下において３Ｄ再構成と呼ばれている。

更に、コンピュータ断層撮影と磁気共鳴断層撮影とは、３Ｄ再構成法により算出された画像（またはトモグラム）の画質がそれぞれの断層撮影装置の多数の撮影パラメータに依存する点でも似ている。コンピュータ断層撮影の場合、撮影パラメータは、Ｘ線管の管電圧および管電流、テーブル送り速度、管回転時間、コリメーションのような技術的撮影パラメータを含む。以下では、広い意味において、画像処理、特に画像再構成を特徴づける量も撮影パラメータに含まれる。それゆえ、後者の種類の撮影パラメータには、とりわけ３Ｄ画像アルゴリズムのパラメータ、特にスライス厚および増分（インクレメント）が属する。

多数の撮影パラメータおよび異なる撮影パラメータ間の時として複雑な相互作用に基づいて、断層撮影装置の使用者にとって、実施すべき特定の検査および特定の患者を考慮して撮影パラメータの有利な設定を即座に見つけ出すためには、相当な経験が必要である。不都合なパラメータ組み合わせは、一方では、時として不十分な低い画質結果をもたらし、これは極端な場合には再検査さえも必要とすることがある。他方では、比較的高い線量を伴うがしかし目指す検査に関して標準画質に比べて一般に全くまたは僅かしか情報獲得につながらないパラメータが選ばれることがある。いずれの場合にも、患者にとって不必要な付加的な負担、とりわけＸ線被曝や、医療装置の付加的な負担や、そして不要な時間損失が生じる。

最新の断層撮影装置は、しばしば、使用者に対して複雑なパラメータ設定を容易にするために、撮影パラメータ設定のための基準値を有する多数のさまざまなプロトコルを提供する。しかしながら、これらのプロトコルは、一般的に特有の課題設定および／または患者プロフィール（身長、体重など）に手動で合わせられなければならない。更に、最新のコンピュータ断層撮影装置においては、部分的に管電流が自動的に患者プロフィールに合わされる。

しかし、特に子供の検査については、なんといってもまさに子供の場合には定められた課題設定に対して撮影パラメータの「最適」な設定が成長および発育に依存して著しく変化し得るので、このようなプロトコルの提供は、これまで、たかだか比較的僅かな容易性しかもたらさなかった。他方では、まさに子供の断層撮影検査の場合にはしばしばある種の経験不足が存在する。一方では断層撮影装置の操作者、特にコンピュータ断層撮影装置を委託された放射線医は、しばしば子供の断層撮影検査の際に特別な要求に関して比較的僅かの専門知識しか持っていない。他方では、専門化された子供放射線医は、断層撮影装置を常時操作しているわけでなく、従って具体的装置に関しては限られた経験しか得ることができない

医用画像化検査装置の撮影パラメータの簡単化された設定のために、このような意味において撮影パラメータを以前の検査に由来する保存されている画像例の選択によって間接的に求めることは既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。この画像例は、装置パラメータの異なるパラメータ設定をシミュレーションするために、コントラストおよび明るさの変化によって部分的に変更される。このように変更された画像を選択すると、シミュレーションされたパラメータ設定が実際の装置設定として受け継がれる。この公知の方法は、一般的には医用画像化法において使用されるが、しかし特に２次元のＸ線撮影用に実行され、これに適している。このＸ線撮影の場合、不都合なパラメータ選択は、画像例のコントラストおよび明るさの変更によってシミュレーションすることができる「露出不足」もしくは「露出過剰」をもたらす。これに対して、この公知の方法は断層撮影装置におけるパラメータ設定のシミュレーションにはほとんど適していない。
独国特許出願公開第１０１６０６１１号明細書

本発明の課題は、適切な撮影パラメータを求めるためのこの種の方法を断層撮影装置と関連して使用するために有利に構成することにある。更に、本発明の課題は、この方法を実施するために特に適した装置を提供することにある。

方法に関する課題は、本発明によれば、請求項１の特徴事項による方法によって解決される。請求項１によると、医用断層撮影装置の撮影パラメータセットの選択が見本画像に基づいて行なわれる。見本画像の作成のために、基礎をなす断層撮影用生データセット（以下、生データセットと呼ぶ。）が、３Ｄ再構成の実施前に、元の生データセットの画質と相違する仮想の画質尺度をシミュレーションするためにノイズ加算アルゴリズムの適用によって変更される。

生データのノイズ加算によって、同一の元の生データセットに由来する、つまり同一の患者に由来する異なる画質階級にある見本画像を現実的にシミュレーションできることが明らかになった。特に、生データ平面上でのノイズ加算によって、見本画像における特有の低線量アーチファクトが現実に忠実にシミュレーションされる。これによって使用者は１つ又は複数の撮影パラメータの変更の効果が特に具体的にかつ現実に即して分かる。更に、生データ平面上で行なわれた変更によって、画質に関して変更された同一の撮影を異なるように再構成する可能性が開かれる。使用者は、これによって特に、技術的撮影パラメータ（例えば、管電流、管電圧など）間の相互作用を３Ｄ再構成のパラメータによりテストすることができる。例えば、使用者はこのようにして撮影パラメータの構成を見つけ出すことができる。画質に関してそれ自体として不具合な技術的撮影パラメータの設定が３Ｄ再構成の適切なパラメータ化によって補償されるので、このようにして使用者は、得ようとする検査に関して、大した情報損失なしに特に僅かな患者被曝を達成する。

画質尺度としては、特にコンピュータ断層撮影法を適用する場合、好ましくは（Ｘ線）線量値が利用される。画質尺度は、このようにして、同時に画像撮影につながる患者被曝の尺度である。

本方法の有利な実施態様では、使用者による見本画像の本来の選択の前に、予選択が行なわれ、この予選択の過程において、１つ又は複数の見本画像が少なくとも１つの患者パラメータに従って予選択され、使用者に選択に供せられる。患者パラメータとして、検査すべき患者の体重、身長、年齢および／または性別の如き患者固有のデータが利用される。他の意味において検査すべき身体部位に関係したデータ（例えば、胸部、頭部など）も患者パラメータである。

１つの生データセットに対して、それぞれ、（同じ生データセットへの所属に従って）同一の全ての検査状況を反映しかつ同一の患者に割り付けられているが、ただし仮想の画質尺度に関して相違する複数の見本画像からなる１つのグループが作成される。従って、１つのグループの複数の見本画像は異なる画質階級にある同じ画像を表す。それゆえ、１つのグループの異なる見本画像の比較によって、使用者は撮影パラメータの種々の構成を直接に比較することができる。

特に、使用者によって行なわれる選択プロセスの過程においては、指定された患者パラメータに応じて、常に、見本画像のこのようなグループが全体として予選択されて、使用者に選択に供せられる。選択のために、予選択されたグループの個々の見本画像は、使用者がこれらの見本画像を「さっと目を通して」特に適した画質を探し出すことができるように、使用者に代わるがわる表示されると望ましい。この場合に、見本画像は、使用者の要望に従って種々に、例えばＸ線線量や画質などに従って分類整理することができると望ましい。

この選択プロセスを容易にするために、選択のために表示された見本画像に加えて同時に、前もって定められた標準画質に相当する同じグループの標準見本画像が表示されると望ましい。

選択プロセスの更なる簡単化のために、選択に供せられた見本画像の表示と共に、同時にこの見本画像に割り付けられた画質尺度、特に画質尺度として利用された線量値が表示されると望ましい。これは、使用者に、表示された見本画像をその画質に関して良好に評価し、対応する見本パラメータセットにつながる患者被曝を推量することを可能にする。付加的に、表示された見本画像に割り付けられた線量値が選択された患者プロフィールおよび選択された身体部位に対して比較的高いかまたは低いかそれとも平均範囲にあるかどうかが可視化されると好ましい。患者プロフィールへの管電流の自動整合手段を備えたコンピュータ断層撮影装置に本方法を使用する場合、絶対的な（Ｘ線）線量に対して代替としてまたは付加的に、整合に必要な画質の抽象的な基準制御量が表示される。

上述の方法を実施するために設けられる装置に関する課題は本発明によれば請求項９の特徴事項によって解決される。

請求項９によると、装置は、上述の方法に基づいて作成された少なくとも１つの見本画像、しかし好ましくは多数のこのような見本画像が格納されている見本メモリを備えた選択システムを含む。更に、選択システムは、格納された見本画像の１つ又は複数を選択に供しかつ見本画像を選択するとこの見本画像に割り付けられた見本パラメータセットを撮影パラメータセットとして出力するように構成されている選択モジュールを含む。

更に、選択システムは、少なくとも１つの患者パラメータに基づいて１つ又は複数の見本画像を見本メモリから予選択するように構成されている予選択モジュールを含むと好ましい。

見本画像の作成のために、装置は更に見本作成システムを含むと望ましい。見本作成システムは、有利な実施態様では、見本画像に関して仮想の画質尺度をシミュレーションするためにノイズ加算アルゴリズムの適用により断層撮影用生データセットを変更するように構成されているシミュレーションモジュールを含む。見本作成システムは、更に、変更された生データセットからトモグラムを見本画像として導き出すように構成されている３Ｄ再構成モジュールを含む。３Ｄ再構成モジュールはシミュレーションモジュールの後に接続されているので、見本画像の変更は生データ平面上で行なわれる。更に見本作成システムは見本画像を格納するための見本メモリを含む。

選択システムおよび見本作成システムは、データ処理装置のハードウェア部分およびソフトウェア部分として実施されていると好ましい。このデータ処理装置は付属の断層撮影装置に直接に接続可能であるので、見本画像を選択すると付属の見本パラメータセットが直接的に撮影パラメータセットとして断層撮影装置に受け継がれるか、または新しい生データセットが断層撮影装置から見本作成システムへ伝送可能である。しかしながら、装置は、断層撮影装置から分離されて独立して作動可能なスタンドアローン装置として構想されていると好ましい。これは、断層撮影装置がテスト目的のために使用できないかまたは常時使用できない場合にも、計画された検査に関して撮影パラメータの最適化を使用者に対して有利に可能にする。選択された撮影パラメータセットは、この場合に、まず電子ファイルまたは紙印刷の形で出力され、場合によって後の時点で断層撮影装置に伝送される。

選択システムは、選択的に見本作成システムと一緒に共通なソフトウェアに組み込まれて唯一のデータ処理装置において実現されている。この場合に、選択システムの見本メモリと見本作成システムの見本メモリとは特に同一である。しかしながら、代替として選択システムおよび見本作成システムは独立なソフトウェアアプリケーションとして構成することもでき、それにより特に異なるデータ処理装置において実現することもできる。例えば、使用者側に選択システムだけが存在し、これに対して見本作成システムが製造元側での見本画像の作成のために使用できるようにすることができる。見本作成システムの見本メモリと選択システムの見本メモリとは物理的に異なるメモリユニットとして構成され、見本画像の作成後にメモリ内容だけが普通のデータ伝送手段を介して見本作成システムから選択システムへ伝送されるようにすることもできる。

以下において、図面に基づいて本発明の実施例を更に詳しく説明する。
図１は医用断層撮影装置の撮影パラメータを求めるための装置の選択システムを概略的なブロック図で示す。
図２は図１による選択システムのユーザインタフェースを概略的な簡略図で示し、
図３は図１による装置の見本作成システムを図１による表示で示す。

これらの図において、互いに対応する部分および量は、常に同じ参照符号を付されている。

図１には、装置１の構成部分として、医用断層撮影装置３の撮影パラメータセットＡを求めるための選択システム２が概略的に示されている。断層撮影装置３はコンピュータ断層撮影装置である。装置１によって作成された撮影パラメータセットＡが、断層撮影装置３を使用して画像Ｂを撮影するために指定されなければならない撮影パラメータａ_i，ｂ_j（ｉ，ｊ＝１，２，３，．．．）の値を含むという点で、装置１は断層撮影装置３に付設されている。

撮影パラメータａ_i，ｂ_jには、一方において断層撮影装置３の電気的および機械的な機能をパラメータ化する技術的撮影パラメータａ_iが含まれる。技術的撮影パラメータａ_iには、特に断層撮影装置のＸ線管の管電流および管電圧、テーブル送り速度、管回転時間、コリメーションなどが含まれる。他の撮影パラメータｂ_jは、断層撮影装置３により最初に作成された生データＲから、患者の撮影された身体ボリュームの３次元画像Ｂ（またはトモグラム）を算出する３Ｄ再構成アルゴリズムＦをパラメータ化する。撮影パラメータｂ_jは特にスライス厚および増分を含む。

装置１は断層撮影装置３に直接にかつ常時接続されていないほうが好ましい。むしろ、装置１は断層撮影装置３に関係なく使用可能であり、必要な場合にだけデータ伝送接続線４、特にコンピュータネットワークを介して断層撮影装置３に接続可能である。

選択システム２はデータ処理装置５の一部として構成され、データ処理装置５のメモリモジュールの構成部分である見本メモリ６と、画像面、キーボード、マウスなどのような入力／出力手段７とを含む。更に、選択システム２は予選択モジュール８ならびに選択モジュール９を含む。両モジュール８，９はデータ処理装置５のソフトウェア構成部分として構成されていると好ましい。

見本メモリ６には多数の見本画像Ｂ’_mn（ｍ，ｎ＝１，２，３，．．．）が格納されている。各見本画像Ｂ’_mnは、断層撮影装置３の撮影プロセス中に作成されるような画像Ｂの形式およびデータフォーマットを持つ。各見本画像Ｂ’_mnは、以前の時点に断層撮影装置３により取得された生データセットＲ_m（ｍ＝１，２，３，．．．；図３参照）にも由来し、これから次に詳しく説明するようにして作成される。

見本メモリ６内に格納されている見本画像Ｂ’_mnは複数のグループＧ_m（ｍ＝１，２，３，．．．）に分類されている。図１による表示においては、それぞれ１つのグループＧ_mが見本画像Ｂ’_mnの垂直列によって表され、見本画像Ｂ’_mnの垂直列の添え数字ｍはグループＧ_mの対応する添え数字ｍと一致する。従って、見本画像Ｂ’₂₁，Ｂ’₂₂，．．．，Ｂ’_2nはグループＧ₂に属し、以下同じである。

１つのグループＧ_mの見本画像Ｂ’_mnはそれぞれ１つの共通な生データセットＲ_mから生じる。従って、グループＧ_mの見本画像Ｂ’_mnは、全て同じ検査状況に由来し、それゆえ特に同じ全ての患者を描出する。従って、各グループＧ_mには共通の患者パラメータセットＰ_m（ｍ＝１，２，３，．．．）が割り当てられる。各患者パラメータセットＰ_mは予め与えられた患者パラメータｐ_l（ｌ＝１，２，３，．．．）の値を含む。患者パラメータｐ_lは、特に生データセットＲ_mによって描出された患者の体重データおよび身長データならびに撮影された身体範囲の指定（例えば胸部）を含む。

これに対して、同一のグループＧ_mの見本画像Ｂ’_mnは、各見本画像に割り付けられた見本パラメータセットＡ’_mnが異なっている。見本パラメータセットＡ’_mnは撮影パラメータセットＡの構造を有し、そのかぎりにおいて撮影パラメータａ_i，ｂ_jの値を指定する。更に、各見本画像Ｂ’_mnには画質尺度Ｍ_mnが割り付けられている。この場合に、画質尺度Ｍ_mnとしては、それぞれの見本画像Ｂ’_mnに割り付けられた線量値が利用される。グループＧ_mの見本画像Ｂ’_mnは、グループＧ_mの見本画像Ｂ’_mnがそれぞれ割り付けられた画質尺度Ｍ_mnに関して相違するように選別されている。従って、グループＧ_mの見本画像Ｂ’_mnは異なる画質段階に存在する。このことが、図１において、見本メモリ６の範囲に概略的に記入された画質尺度Ｍの目盛軸１０によって示されている。

更に、見本メモリ６は、各グループＧ_mに、予め与えられた標準画質尺度Ｍ_m0（ｍ＝１，２，３，．．．）に対応する標準見本画像Ｂ’_m0（ｍ＝１，２，３，．．．）を含む。

患者パラメータセットＰ_m、見本パラメータセットＡ’_mnならびに画質尺度Ｍ_mnは各見本画像Ｂ’_mn，Ｂ’_m0にいわゆるメタデータとして割り付けられ、メタデータは特にＤＩＣＯＭ標準に従って組織化されたそれぞれのメタファイルのヘッダーに含まれている。

選択方法の過程において、使用者が入力／出力手段７を介して患者パラメータセットＰを指定する。患者パラメータセットＰは、そのデータ構造に関して、各見本画像Ｂ’_mnに割り付けられた患者パラメータセットＰ_mに対応し、従って患者パラメータｐ_lの値を指定する。それゆえ、例えば、使用者は、選択システム１における入力／出力手段７に表示されたユーザインタフェース１１を介して、患者の体重および身長ならびに患者の身体範囲（例えば胸部）を予め設定する。このようにして指定された患者パラメータセットＰが予選択モジュール８に導かれる。予選択モジュール８は、その都度の患者パラメータｐ_lに関して患者パラメータセットＰに最も近い患者パラメータセットＰ_mを割り付けられているグループＧ_mを決定し、このようにして予選択されたグループＧ_mの見本画像Ｂ’_mnならびに付属の標準見本画像Ｂ’_m0を選択モジュール９に導く。

選択モジュール９は、予選択された見本画像Ｂ’_mnをユーザインタフェース１１を介して表示することによって、予選択された見本画像Ｂ’_mnを使用者に選択に供する。

このことが図２においてユーザインタフェース１１の図式化された略図で更に詳しく示されている。図２によるとユーザインタフェース１１は、予選択された見本画像Ｂ’_mnの１つがその都度表示される表示領域１２を含む。スライド調整部に追従動作させられる制御要素１３により使用者は所望の画質尺度Ｍを設定し、これによって予選択された見本画像Ｂ’_mnのどれを表示すべきかを決定することができる。この場合に、常に、制御要素１３を介して設定された画質尺度Ｍに最も近い画質尺度Ｍ_mnを割り付けられている見本画像Ｂ’_mnが表示される。見本画像Ｂ’_mnの表示と同時に、表示領域１４に、表示された見本画像Ｂ’_mnに対応する画質尺度Ｍ_mn、すなわち対応するＸ線線量が表示される。別の表示領域１５には、表示されている見本画像Ｂ’_mnに割り付けられている見本パラメータセットＡ’_mnが同時に表示される。表示領域１５に表示された見本パラメータセットＡ’_mnのパラメータａ_i，ｂ_jは使用者によって変更可能である。

ユーザインタフェース１１は表示領域１２に対応する他の表示領域１６を含み、この表示領域１６には予選択されたグループＧ_mに所属する標準見本画像Ｂ’_m0が表示される。表示領域１６には、表示領域１４に対応する表示領域１７が付設され、この表示領域１７には標準画質尺度Ｍ_m0が表示される。

任意の見本画像Ｂ’_mnと標準見本画像Ｂ’_m0との対比は、計画された検査の基礎をなす課題設定へのきちんとした対応のために通常の画質が十分であるか否かの特に良好かつ簡単な判断を使用者に可能にする。表示された見本画像Ｂ’_mnと標準見本画像Ｂ’_m0との直接の比較によって、特に、どのくらいの線量が節減できるか、またこの場合に画質の損失または利得のどちらを計算に入れなければならないかが明らかになる。制御要素１３の調整部位置に基づいて、現在設定されている画質が患者部位および患者輪郭に対して比較的高いか又は低いかが使用者に同時に可視化される。調整部１３の目盛が相応に調整される。

使用者が、計画された検査のために割り付けられた画質尺度Ｍ_mnに関して十分であるがしかし他方においてできるだけ少ない患者被曝に結びつく見本画像Ｂ’_mnを、見つけ出した場合、使用者はユーザインタフェース１１の操作要素１８を操作し、これによって、表示されている見本画像Ｂ’_mnを選択する。更に、選択モジュール９は、この選択された見本画像Ｂ’_mnに割り付けられた見本パラメータセットＡ’_mnを撮影パラメータセットＡとして出力する（図１参照）。撮影パラメータセットＡの出力は、選択的に、断層撮影装置３への直接のデータ伝送によって、電子ファイルへの撮影パラメータセットＡの保存によって、あるいは紙形態への印刷によって行なわれる。検査すべき患者に対する関係が患者ＩＤまたは名前および出生データともども保存される。

患者パラメータｐ_lの入力のためにユーザインタフェース１１はさらに入力領域１９を含む。患者パラメータセットＰの患者パラメータｐ_lの入力は、選択的に、テキスト形式および／またはグラフィック操作要素にて行なわれる。例えば、患者の検査すべき身体部位の指定が、身体略図２０に基づいてグラフィックにて、特にマウスクリックによって設定可能である。

更に、見本画像Ｂ’_mnの作成のために、装置１は概略的に図３に示されている見本作成システム２１を含む。見本作成システム２１は、選択システム２と同じデータ処理装置５上で実現されている。選択システム２および見本作成システム２１は、選択的に、共通のソフトウェア内に組み込まれているか、または互いに独立して実行可能である個別のソフトウェアアプリケーションとして構成されている。見本作成システム２１はいずれの場合にも見本メモリ６および入力／出力手段７にアクセスする。更に、見本作成システム２１はシミュレーションモジュール２３、特性曲線データバンク２４ならびに３Ｄ再構成モジュール２５を含む。

複数の見本画像Ｂ’_mnからなる１つのグループＧ_mの作成のために、まず基礎に用いられる生データセットＲ_mが見本作成システム２１に導かれる。コンピュータ断層撮影装置の場合、生データセットＲ_mは、患者身体のボリューム範囲を異なる投影角から写像する２次元のＸ線投影画像である。生データセットＲ_mと共に、対応する患者パラメータセットＰ_m（これは、特に被検査部位、患者体重、患者身長、性別および／または出生データを含む。）ならびに最初に技術的撮影パラメータａ_iだけを指定する付属の撮影パラメータセットＡ_mが導かれる。

見本画像Ｂ’_mnの作成のためには、特に高い画質を有する生データセットＲ_m、つまり断層撮影装置３の能力に関してまたは適用された線量の医学的な正当性に関して上限を取るような線量レベルを割り当てられた生データセットＲ_mが利用される。

生データセットＲ_mは使用者の相応の指示にてシミュレーションモジュール２３に導かれる。

シミュレーションモジュール２３はノイズ加算アルゴリズムＳを実行するノイズ加算モジュール２６を含む。ノイズ加算アルゴリズムＳによって本来の生データセットＲ_mの生データにノイズ加算が行なわれる。

ノイズ加算は、ノイズ加算アルゴリズムＳが生データにピクセルごとにノイズ、すなわち変動パターンを重ね合わせることによって行なわれる。変動パターンは、生データセットＲ_mのデータ値を不規則に、特に予め与えられた限界内でランダムに変化させる。この場合に、ノイズの「強さ」は、特にノイズ振幅および／または統計学的なノイズ特性の設定によって予め与えられる。ランダムノイズの場合、ノイズ加算アルゴリズムＳがランダム数発生器によるノイズパターンの具体的な機能的形状を決定し、ノイズ特性によって静的な確率が決定され、この確率にてランダム数発生器がノイズパターンの定められた値を発生する。このための代替として、ノイズパターンの機能的形状を「固定パターン」ノイズ様式に従って固定的に保存することができる。

ノイズ加算アルゴリズムＳの特性、特にノイズ振幅およびノイズ特性は、装置に依存する特性線および量子物理学的基礎に基づく。この場合にノイズの「強さ」は元の撮影パラメータａ_iおよび所望の画質尺度Ｍ_mnに依存して決定される。

これによって、元の生データセットＲ_mの画像に対して仮想の画質尺度Ｍ_mnに人工的に低下させられた画質を有する変更された生データセットＲ’_mn（ｍ，ｎ＝１，２，３，．．．）が発生させられる。所望の画質尺度Ｍ_mnは使用者によって予め与えられるか、あるいは予め与えられた目標値を有する保存テーブルから自動的に取り出される。

更に、シミュレーションモジュール２３はパラメータ調整モジュール２７を含む。パラメータ調整モジュール２７は、元の生データセットＲ_mに割り付けられている撮影パラメータセットＡ_mの撮影パラメータａ_iを、低下させられた画質尺度Ｍ_mnが考慮されるように、変更するように構成されている。言い換えるならば、パラメータ調整モジュール２７は撮影パラメータａ_iの仮想値を発生する。その値を断層撮影装置３に適用することにより、画質に関してノイズ加算モジュール２６によって変更された生データセットＲ’_mnに対応する生データセットＲが作成される。撮影パラメータａ_iのこの変更のために、シミュレーションモジュール２３は特性曲線データバンク２４を用いる。特性曲線データバンク２４には、画質と撮影パラメータａ_iとの関係および画質と患者パラメータｐ_lとの関係が特性曲線の形で格納されている。パラメータ調整モジュール２７によって変更された撮影パラメータａ_iは、見本パラメータセットＡ’_mnの構成部分を形成し、患者パラメータセットｐ_mと共に、変更された生データセットＲ’_mnのデータファイル先頭部（すなわちヘッダー）にメタ情報として保存される。

変更された生データセットＲ’_mnは、付属のメタ情報、すなわち見本パラメータセットＡ’_mnおよび患者パラメータセットｐ_mと一緒に３Ｄ再構成モジュール２５に導かれる。ここでは見本画像Ｂ’_mnの最終的な作成が行なわれる。

変更された生データセットＲ’_mnは、本来の生データセットＲと同様に断層撮影装置３にも付設されているような従来の再構成システムによって処理することができる。従って、３Ｄ再構成モジュール２５では、断層撮影装置３の３Ｄ再構成アルゴリズムＦに対応する３Ｄ再構成アルゴリズムＦ’が実行される。これは、３Ｄ再構成モジュール２５によって行なわれる見本画像Ｂ’_mnの再構成時に、特徴的にかつ不十分な画質のときに、本物の生データセットＲの再構成時にも発生するのと同じ再構成アーチファクトが発生する場合に特に非常に有利である。これによって、断層撮影の品質へのパラメータ変更の影響が特別に実際に即してシミュレーションされる。

更に、変更された生データセットＲ’_mnは撮影パラメータｂ_jの任意の値を用いて再構成することができる。従って、変更された同じ生データセットＲ’_mnは異なるスライス厚、異なる増分などを用いて再構成することができる。そのほかに、変更された同じ生データセットＲ’_mnを異なる再構成アルゴリズムおよび／または再構成フィルタを用いて再構成することも考えられ得る。

作成された見本画像Ｂ’_mnに割り付けられた見本パラメータセットＡ’_mnは、３Ｄ再構成モジュール２５によって、その都度撮影パラメータｂ_jのために使用された値だけ補足される。

引続いて、このようにして仕上げられた見本画像Ｂ’_mnは図１に関連して説明したように見本メモリ６に格納される。見本画像Ｂ’_mnに割り付けられたメタ情報、すなわち特にその都度の見本パラメータセットＡ’_mnおよび付属の患者パラメータセットＰ_mおよび画質尺度Ｍ_mnは、ＤＩＣＯＭ標準に従って、それぞれの画像ファイルのファイルヘッダーに格納されている。見本メモリ６は、この情報を、見本画像Ｂ’_mnの自動保管および見本画像Ｂ’_mnへの自動アクセスのためにアクセスする。

以上に説明したとおり、１つのグループＧ_mの作成すべき各見本画像Ｂ’_mnのための元の生データセットＲ_mに対して付属の変更された生データセットＲ’_mnおよび付属の見本パラメータセットＡ’_mnが作成される。同一のグループＧ_mの異なる見本画像Ｂ’_mnの基礎をなしている変更された生データセットＲ’_mnは、異なる画質尺度Ｍ_mnをシミュレーションするために、異なる強さでノイズ加算される。

医用断層撮影装置の撮影パラメータを求めるため装置の選択システムを概略的に示すブロック図 図１による選択システムのユーザインタフェースを示す簡略図 図１による装置の見本作成システムを概略的に示すブロック図

符号の説明

１ 装置
２ 選択システム
３ 断層撮影装置
４ データ伝送接続線
５ データ処理装置
６ 見本メモリ
７ 入力／出力手段
８ 予選択モジュール
９ 選択モジュール
１０ 目盛軸
１１ ユーザインタフェース
１２ 表示領域
１３ 制御要素（調整部）
１４ 表示領域
１５ 表示領域
１６ 表示領域
１７ 表示領域
１８ 操作要素
１９ 入力領域
２０ 身体略図
２１ 見本作成システム
２３ シミュレーションモジュール
２４ 特性曲線データバンク
２５ ３Ｄ再構成モジュール
２６ ノイズ加算モジュール
２７ パラメータ調整モジュール
ａ_i 撮影パラメータ
ｂ_j 撮影パラメータ
ｐ_i 患者パラメータ
Ａ 撮影パラメータセット
Ａ_m 撮影パラメータセット
Ａ’_mn 見本パラメータセット
Ｂ 画像
Ｂ’_mn 見本画像
Ｂ’_m0 標準見本画像
Ｆ ３Ｄ再構成アルゴリズム
Ｆ’ ノイズ加算アルゴリズム
Ｇ_m 見本画像のグループ
Ｍ_mn 画質尺度
Ｍ_m0 標準画質
Ｐ 患者パラメータセット
Ｐ_m 患者パラメータセット
Ｒ 生データセット
Ｒ_m 生データセット
Ｒ’_mn 変更された生データセット

Claims (11)

1. 医用断層撮影装置（３）のための複数の予め与えられた撮影パラメータ（ａ_i，ｂ_j）を含む撮影パラメータセット（Ａ）を求めるために、見本画像（Ｂ’_mn）が選択に供せられ、見本画像（Ｂ’_mn）の選択に基づいて見本画像に割り付けられている見本パラメータセット（Ａ’_mn）が撮影パラメータセット（Ａ）として選択される医用断層撮影装置の撮影パラメータセットを求めるための方法において、
   見本画像（Ｂ'_mn）の作成のために、基礎をなす断層撮影用生データセット（Ｒ_m）が、３Ｄ再構成の実施前に、仮想の画質尺度（Ｍ_mn）のシミュレーションのためにノイズ加算アルゴリズム（Ｆ’）により変更される
   ことを特徴とする医用断層撮影装置の撮影パラメータセットを求めるための方法。
2. 画質尺度（Ｍ_mn）として見本画像（Ｂ’_mn）に仮想の線量値が割り付けられていることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 見本画像（Ｂ’_mn）が少なくとも１つの患者パラメータ（ｐ_l）に従って複数の保存されている見本画像（Ｂ’_mn）から予選択されることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
4. 患者パラメータ（ｐ_l）として、体重データ、身長データ、年齢データ、性別データおよび検査すべき身体部位の内の少なくとも１つが利用されることを特徴とする請求項３記載の方法。
5. 断層撮影用生データセット（Ｒ_m）から、それぞれ異なる仮想の画質尺度（Ｍ_mn）を有する複数の見本画像（Ｂ’_mn）からなる１つのグループ（Ｇ_m）が形成されることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の方法。
6. 常に患者パラメータ（ｐ_l）に応じた同じグループ（Ｇ_m）の全ての見本画像（Ｂ’_mn）が共通に予選択されて、選択に供せられることを特徴とする請求項５記載の方法。
7. 選択のために、常にグループ（Ｇ_m）の任意の見本画像（Ｂ’_mn）が、標準画質（Ｍ_m0）に相当する標準見本画像（Ｂ’_m0）と共に同時に表示されることを特徴とする請求項６記載の方法。
8. 選択に供せられた見本画像（Ｂ’_mn）と共にこの見本画像（Ｂ’_mn）に割り付けられた画質尺度（Ｍ_mn）が同時に表示されることを特徴とする請求項１乃至７の１つに記載の方法。
9. 医用断層撮影装置（３）の予め与えられた複数の撮影パラメータ（ａ_i，ｂ_j）を含む撮影パラメータセット（Ａ）を求めるために、
   基礎をなす断層撮影用生データセット（Ｒ_m）から、ノイズ加算アルゴリズム（Ｆ’）により３Ｄ再構成に先行して行なわれる変更によって作成された少なくとも１つの見本画像（Ｂ’_mn）が格納されている見本メモリ（６）を含む選択システム（２）と、
   １つ又は複数の見本画像（Ｂ’_mn）を選択に供しかつ見本画像（Ｂ’_mn）を選択すると当該見本画像に割り付けられた見本パラメータセット（Ａ’_mn）を出力するように構成されている選択モジュール（８）と、
   を備えていることを特徴とする医用断層撮影装置の撮影パラメータセットを求めるための装置。
10. 少なくとも１つの患者パラメータ（ｐ_l）に基づいて見本画像（Ｂ’_mn）を見本メモリ（６）から予選択するように構成されている予選択モジュール（８）が設けられていることを特徴とする請求項９記載の装置。
11. 仮想の画質尺度（Ｍ_mn）をシミュレーションするためにノイズ加算アルゴリズム（Ｆ’）により断層撮影用生データセット（Ｒ_m）を変更するように構成されているシミュレーションモジュール（２３）と、
    変更された断層撮影用生データセット（Ｒ’_m）から３次元の見本画像（Ｂ’_mn）を導き出すように構成されている後続の３Ｄ再構成モジュール（２５）と、
    見本画像（Ｂ’_mn）を格納するための見本メモリ（６）と、
    を含む見本作成システム（２１）が設けられていることを特徴とする請求項９又は１０記載の装置（１）。

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