JP2009527313A - Ｍｒ検査用の自動化された形状のロバスト学習 - Google Patents

Abstract

本発明は、磁気共鳴システム用の形状計画ソフトウェアに関し、該ソフトウェアは、解剖学的目印のセットと、現在の形状計画セッションの計画形状とを、両方の組合せを形成することにより処理し、前記組合せをデータベースに加えるように構成されるデータベースマネジャを有する。本発明は、ユーザ入力から、特定の計画形状のための異なる解剖学的構造の関連性を学習することを可能にする。これは、完全に自動化された異常値検出も可能にする。

Description

本発明は、磁気共鳴システムにおいて、スキャン形状を計画するソフトウェアに関する。

本発明は、更に、このような形状計画ソフトウェアを備える磁気共鳴システムに関する。

ＭＲスキャナコンソールにおいて患者の特定の形状を手動で計画することは、エラーを起こしやすく、多くの訓練を必要とし、いくつかの用途（例えば心臓）において、こうすることは、時間のかかることにもなり得る。使い勝手及びＭＲスキャナのスループットは、測定スキャンにおいて解剖学的構造を自動的に認識し、第２のステップにおいて、これらの構造から計画形状を得ることにより、改善され得る。形状の一例は、認識された解剖学的構造に依存して位置されるとともに方向付けられる座標系であり得る。脊柱のような解剖学的構造にとって、曲線座標系が意図され得る。形状の他の例は、関心領域（ＶＯＩ）を規定するボックスである。

国際特許出願公開ＰＣＴ／ＩＢ０５／０５２４０４において、自動的に計画された形状に対するユーザ訂正のデータベースが提案され、該データベースは、計画プロシージャを、前の検査のユーザ訂正に適合させるように使用され得る。この目的のため、測定スキャンに示される物体、例えば体の臓器は、複数の解剖学的クラスの１つに分類される。この分類は、物体の形状パラメータを評価することにより達成される。例えば、心臓は、クラス「Ｈ」となり、該クラスは、心臓が細長いか、又はコンパクトかを示すサブクラス「Ａ」、「Ｂ」及び「Ｃ」を有する。これらの形状パラメータは、画像化形状の初期のパラメータを取り出すことにも役立つ。更に、形状パラメータは、同じ解剖学的クラス又は隣接した解剖学的クラスの前の画像化形状において実行され得るユーザ調整を取り出すことにも役立つ。対応する解剖学的クラスに依存して全てのユーザ調整の線形重み付けが言及される。

図１は、従来技術による言及された形状計画システムの図を示す。

図１において、測定画像は、画像源ＩＳにより供給される。画像ＩＭＧは、画像分析部ＩＡを通過させられ、ここで身体部分の分類に役立つのに十分正確な測定画像において図示される患者の身体の部分を記載する形状パラメータＳＰが決定される。画像分析部は、身体部分の位置ＰＯＳも決定する。形状パラメータは、決定された形状パラメータＳＰで初期のパラメータのデータベースＤＢＤに問い合わせる初期パラメータのルックアップＬＵＤのためのコンポーネントに送信される。初期パラメータのデータベースＤＢＤのこの問い合わせは、1又はそれより多くの初期パラメータＤＰをもたらす。形状パラメータＳＰは、ユーザ調整のルックアップＬＵＡのためのコンポーネントも通過させられる。このコンポーネントは、ユーザ調整のデータベースＤＢＡに問い合わせ、１又はそれより多くの調整パラメータＡＰをもたらす。ユーザ調整のルックアップのコンポーネントは、測定画像に示される臓器の解剖学的クラス、及びユーザ調整ＬＵＡのデータベースに記憶されるユーザ調整の解剖学的クラスに基づく線形重み付けも実行する。２つのデータベース問い合わせＤＰ，ＡＰの結果が組み合わされる。位置ＰＯＳも、この組合せにおいて考慮され、加算により表される。この加算の結果は、計算されたパラメータＣＰであり、これはユーザインタフェースＵＩに渡される。ユーザインタフェースＵＩにおいて、初期の計画形状パラメータＤＰ及び前のユーザ調整パラメータＡＰに基づいてコンピュータにより決定される計画形状が、表示画像ＤＩとして放射線技師又は外科医のようなユーザに示される。ユーザが現在表示される画像に満足するか否かに依存して、該ユーザは、表示された画像に対して、更なるユーザ調整ＵＡを行い得る。これらのユーザ調整ＵＡは、ユーザインタフェースＵＩにより考慮される。ユーザインタフェースは、以下の実際の画像取得プロセスに使用されるであろう最終的な計画形状ＰＧにユーザ調整ＵＡを渡す。更に、ユーザ調整は、該ユーザ調整が後のセッションのために記憶されるユーザ調整のデータベースＤＢＡにも渡される。

本発明の洞察は、必要とされるものが、重要な新たな特徴を可能化する形状計画システムであることである。これらの特徴の１つは、ユーザ入力からの特定の計画形状のための異なる目印（landscape）の関連性の学習である。他の特徴は、臨床ルーチンにおいて自動化された計画のロバスト性に不可欠である、自動化された異常値検出である。

計画プロセスにおいて、複数の解剖学的目印は、画像処理アルゴリズムを使用して計算されるが、特定の計画形状は、これらの２，３個のみに依存し、例えば心臓検査用の短軸像は、弁及び心尖の位置のみに依存し得る。この依存は、マッピングのためにいくつかのデータサンプルを使用して、心臓／胸部の短軸像からのマッピングを近似する専用のアルゴリズムにより「学習」され得る。この目的のため、検出された解剖学的目印及び結果となる形状は、訓練セットとしてデータベースに記憶されるべきである。

臨床ルーチンにおいて、訓練セット（データベース）の失敗及び不一致が生じ得る。それゆえ計画アルゴリズムは、データベースのこのような異常値に関してロバストであるべきである。計画データベースが本発明により記載されるように組織化される場合、異常値の負の影響が抑制され得、データベースの一貫性テストが実行され得る。

本発明は、一致した形状計画ソフトウェア及びプロシージャを提案する。

本発明による磁気共鳴システム用の形状計画ソフトウェアは、解剖学的目印のセット及び現在の形状計画セッションの計画形状とを、両方の組合せを形成することにより処理し、該組合せをデータベースに加えるように構成されるデータベースマネジャを有する。

形状を計画することは、目印領域からのデータを計画形状領域におけるデータにマッピングするとして考慮され得る。このため、適切な関数が使用される。各組合せ（又は「サンプル」）は、解剖学的目印のセットの形態の目印領域のデータと、保持された計画形状の形態の計画形状領域からのデータとを有する。解剖学的目印は、心尖又は心臓弁の１つのような特定の解剖学的構造を示す測定画像における点を示す。目印は、１次元、２次元、３次元、又は他の次元であり得る。目印セットは、対応する計画形状の決定に使用される、グループの通常異なる目印である。計画形状は、高い解像度の取得及び可能な中間パラメータのために画像化システムをセットアップすることに必要とされる全てのパラメータを集める。このデータを使用すると、このサンプルに妥当である関数が見つけられ得る。関数の要件は、各データアイテムが、関数により正確な態様で取り扱われるべきである場合、十分な自由度を示すということである。しかしながら、大抵の場合において、関数の近似は、該関数がより簡素な構造を有し得るのに十分である。

本発明の利点は、形状計画セッションごとに、データベースが、形状計画プロセスについてのデータを集めることである。解剖学的目印のセットと計画形状との両方の組合せを記憶することにより、データベースは、後の瞬間に現在の形状計画セッションを再現するために必要とされる情報を含む。

本発明の一実施例において、データベースマネジャは、複数の前記組合せを取り扱うように更に構成され、形状計画ソフトウェアは、現在の計画形状セッションのものに類似するセッションパラメータを有する前の形状計画セッションの前記組合せのサブセットを使用することにより、現在の目印セットを現在の計画形状にマッピングする関数を生成するように構成される近似部を更に有する。

好ましくは、前記組合せは、前の形状計画セッションから保持される。該組合せは、製造者により提供される初期の設定として役立つサンプルも含み得る。形状計画ソフトウェアのいくらかの期間の利用の後、ストレージに記憶される組合せの数は増加する。このことは、前の形状計画セッションに対応するデータが記憶される、増加された数の組合せを評価する可能性を増加させる。磁気共鳴システムが異なる取得タイプに使用され得るので、サンプルは、対応する取得タイプにより参照され得る。取得タイプの例は、例えば心臓短軸像、心臓四腔像、又は他の臓器の像であり得る。同じ取得タイプか、又は類似の取得タイプを参照する組合せは、これらの組合せが関数を決定するために使用されるようにサブセットを形成し得る。特別な場合において、形状計画ソフトウェアが１つの取得タイプのみに使用され得ることに留意されるべきである。この特別な場合において、サブセットは、全ての組合せを有し得る。

形状計画ソフトウェアの利点は、これが柔軟であることである。他の利点は、該ソフトウェアが、特別なユーザのニーズ及び好みに適応することである。

データベースマネジャの利点は、該マネジャがデータベースとの通信を引き受けることである。マネジャは、例えばデータベースに問合せを送信し、データベースから答えを受信し、新たなデータをデータベースに投入し得る。データストレージ、及び特にストレージの組合せと関連するこれらの機能及び他の機能は、サブコンポーネントにも分配され得る。

本発明の必須の特徴の１つは、計画形状と組合せた解剖学的目印の持続的なストレージであり、これは手動で調整されている。複数の形状が同じ目印セット（例えば同じセッションの同じ患者の短軸及び四腔像）から得られる場合、異なる計画形状は、異なるデータベースに記憶され得るか、又はこれらの形状のために異なる識別キーを使用し得る。患者に対する新たな計画が得られる前に、この患者の解剖学的目印のセットが、例えば測定スキャン及び専用の画像処理技術を使用して計算される。それから、データベースにおいて得られた計画に対する（同じ識別キーを持つ）全ての形状は、目印から形状へのマッピングを近似するために使用される。
解剖学的目印→計画形状

現在の患者に対する計画を引き出すため、上の関数は、現在の患者の計算された解剖目印の値を使用して評価される。

本発明の一実施例において、形状計画ソフトウェアは、所与の形状に対する解剖学的目印の関連性を評価するように構成される評価部を更に有し得る。

目印は、例えば関心のある解剖学的構造の位置を規定する。例えば心臓検査用の短軸像を画像化する特定の計画形状は、弁及び心尖の位置にのみ依存し得る。この計画形状規定に使用される目印セットは、例えば必要とされる目印の各々に対するデータフィールドを含む。目印セットが、対応する計画形状を規定するために使用される場合、これらのデータフィールドは、現在の測定画像から取得される実際の値で満たされることを必要とする。しかしながら、いくつかの解剖学的目印は、結果となる計画形状に大きな影響力を有する一方、他の目印は、結果となる計画形状にほとんど又は実質的にまったく影響しない。理論上、これは最初から対処され得るが、新たな取得技術を実験する放射線技師又は科学者は、研究を開始するとき、どの目印が関連するかに気付かない。例えば異なる患者の複数の類似の検査の後でのみ、これは明白になるであろう。更に、ある目印が、お互いからの線形依存性のようなある程度の依存を大抵示すことがわかっている。これらの依存性は、人間のユーザにより検出されるのは困難であり得る。

評価部の利点は、該評価部がストレージにおいて利用可能な組合せを評価するように構成されることである。評価は、目印に向けられる。各目印に対して、各目印のセットから対応するデータが取り出される。

計画形状ソフトウェアは、前記データベースに含まれる組合せに適用されるとともに、類似のセッションパラメータを有する組合せの対応するセット内の平均関数から著しく異なる関数を得る組合せを検出するように構成される異常値検出器を更に有し得る。

記憶された組合せが、前の計画形状セッションの間に生成されるので、これらは、適切なアルゴリズムにより自動的に決定されるか、又はユーザにより手動で入力される。自動的に決定される計画形状の場合、これらはユーザにより調整又は訂正され得る。いずれにしても、計画形状を決定するアクション、及び目印を決定する、先立つアクションも、完全に誤りなしであることを期待され得ない。このことは、例えば測定画像の品質及びユーザの好みにより生じる。これは、ストレージに記憶される、ある数の組合せを誤らせる。これらの組合せは、考慮されないか、又は少なくとも後続の関数近似に重み付けされにくくすべきである。しかしながら、これらは、まず識別されることを必要とする。異常値検出部は、このタスクを実行する。記憶された目印のセット及び計画形状自身が、類似のタイプの取得のためさえ、大きな多様性を示し得ることに留意されるべきである。この多様性は、例えば患者の位置に依存する。しかしながら、特定の目印セットを特定の計画形状にリンクする関数は、同じ取得タイプの２つの組合せの間で大きく異なるべきではない。そうである場合、これは２つの組合せの一方又は両方における誤ったデータのための表示であり得る。関数は数値及び／又はブール係数の集合により規定され得る。他の関数の表示もあり得る。これらの係数は、例えば選択された取得タイプの全ての組合せのために取り出され、統計的に分析され得る。統計分析は、取り出された組合せに渡る係数の各々の平均値のような、２，３の特性をもたらす。これは、係数に対する標準偏差ももたらし得る。特定の組合せの関数は、１又はある数の係数が、所定の閾値、例えばｋ＊σ（シグマ）（ｋは例えば０と３との間で選択され得る）を超えるそれぞれの平均値からある距離にある場合、著しく異なるとして識別され得る。

平均から著しく異なる関数を識別する規準が満たされる場合、対応する組合せがこれにしたがってマークされ、この組合せは、近似部がこの組合せをより少ない程度と考慮させる。組合せは、削除もされ得る。削除は、自動的か、又はユーザに尋ねた後で実行され得る。ユーザに尋ねることは、関数の２又はそれより多くのクラスタが出現し始める場合、必要とされ得る。これは、分離されるべきである２又はそれより多くの異なる取得タイプが実際に混ぜ合わされることを示し得る。

本発明の更なる実施例において、マネジャは、組合せの各々に対する信頼値をサポートするように構成される。

組合せの信頼値は、あり得る誤りサンプルをより段階的に取り扱うことを提供する。信頼値がある値より下に落ちる場合、対応する組合せは、削除されるべきと推定されるであろう。これは、少ない数の組合せのみが利用可能である場合、特に有利になり得る。これは、計画形状システムが、最近のサービスにのみ取り込まれる場合である。

近似部は、異常値の組合せに対してロバストな態様で関数を決定するように構成され得る。

異常値の組合せは、主として２つの理由で生じる。最初の理由は、目印の誤検出である。ユーザは、誤って位置された目印を訂正する機会を与えられ得るが、いくつかの誤りは、依然として残り得る。他の理由は、ユーザにより入力される一貫しない計画形状である。ロバストな振る舞いは、例えば非ロバストな手段の代わりに、ロバスト平均を使用することにより、達成され得る。

マネジャは、組合せの各々に対する対応する関数タイプの表示をサポートするように、更に構成され得る。

関数タイプ表示の利点は、類似の取得タスクから生じる組合せのグループ化を容易にすることである。表示は、目印セットタイプのフィールド及び計画形状タイプのフィールドを有し得る。

関数近似部は、組合せにおいて回帰分析を実行するように、更に構成され得る。

回帰分析の実行の利点は、関数が比較的簡素な構造を持ち得ることである。回帰分析は、通常、最適関数からの組合せの正規化された誤りの和を最小化することにより、最適関数を計算する。よく知られた方法は、二乗された誤り又は組合せの和を最小化することである。関数は多次元であり得、すなわち多次元の目印セットの領域を、多次元計画形状領域にマッピングする。

計画形状ソフトウェアは、インストールされたソフトウェアのアップグレード又はアップデートとして提供され得る。

インストールされたソフトウェアのアップグレード又はアップデートとしてソフトウェアを提供する利点は、現行の磁気共鳴システムが本発明からも恩恵を受け得ることである。本発明によるソフトウェアは、計画形状決定のための純粋なユーザインタラクションシステムを置き換え得る。

本発明の更なる目的は、上述の計画形状ソフトウェアを備えた磁気共鳴システムを提供することである。

記載された計画形状ソフトウェアを備えた磁気共鳴システムの利点は、形状決定がより速く実行され得るので、磁気共鳴システムの使い勝手及びスループットが改善され得ることである。更に、形状決定プロセスは、後続の高解像度取得の状態がより一定になるように、より一貫し、この解釈においてユーザを支援する。

本発明の他の好ましい実施例によると、磁気共鳴形状計画システムのデータベースに使用するデータ構造が提案される。データ構造は、解剖学的目印のセットを表す第１サブ構造と、対応する計画形状を表す第２サブ構造とを有する。

提案されたデータ構造の利点は、形状計画セッションに関連する情報が、構成要素内に記憶されることである。データ構造は、プログラム言語により、又は例えばデータベース記録として規定され得る。

本発明の他の好ましい実施例によると、磁気共鳴システム用の形状計画をする方法が提案される。該方法は、
- 現在の形状計画セッションの間、現在の目印セット及び現在の計画形状を取り出すステップと、
- 対応する組合せを形成するため、前記現在の目印セット及び前記現在の計画形状を組合せるステップと、
- 前記組合せをデータベースに記憶するステップと
を有する。

この方法は、コンピュータソフトウェアとして実現され得る。この方法の利点に対して、上の対応するコンピュータソフトウェアセクションに、言及がなされる。

本発明のこれら及び他の態様は、図面を参照して更に詳細に記載されるであろう。

図１は、従来技術による形状計画システムのデータフロー図を示し、これは本願の導入部に記載される。

図２は、関数及び該関数に関連付けられる変数の概略的な表示を示す。図２の左側において、目印セット領域が示される。目印セット領域は、２つの目印セットタイプに細分される。２つの目印セットタイプＬＭＳＴ１，ＬＭＳＴ２は、破線の楕円により表される。目印セットタイプは、どの目印が目印セットに含まれ、どんな目的で目印セットが使用されるかを規定する。第１目印セットタイプＬＭＳＴ１は、点線の楕円により表される２つの目印セットＬＭＳ１及びＬＭＳ２を有する。実線により示される実際の目印は、目印セットに含まれる。図２に示され得るように、目印セットＬＭＳ１は、４つの目印ＬＭ１乃至４（ＬＭ１，ＬＭ２，ＬＭ３及びＬＭ４として読まれる）を有する。目印セットＬＭＳ２も、４つの目印ＬＭ５乃至８を有する。目印セットタイプＬＭＳＴ１の下は、他の目印セットタイプＬＭＳＴ２が表される。目印セットタイプＬＭＳＴ２は、今度は３つの目印ＬＭ９乃至１１を有する１つの目印セットＬＭＳ３のみを示す。

図２の右側において、計画形状領域が示される。２つの計画形状タイプＰＧＴ１及びＰＧＴ２は、破線の楕円として示される。各計画形状タイプは、点線の楕円として表される複数の実際の計画形状を有する。計画形状ＰＧ１及びＰＧ２は、計画形状タイプＰＧＴ１に属する。計画形状ＰＧ３及びＰＧ４は、計画形状タイプＰＧＴ２に属する。

特定の目印セットタイプが特定の計画形状タイプにマッピングされ得ることが仮定される。ユニークなマッピングの存在も仮定される。図２において、３つの場合が、白抜き矢印として図示される。白抜き矢印ＭＡＰ１は、目印セットタイプＬＭＳＴ１から計画形状タイプＰＧＴ１への仮定されたマッピングを表す。白抜き矢印ＭＡＰ２は、目印セットタイプＬＭＳＴ２から計画形状タイプＰＧＴ２への仮定されたマッピングを表す。白抜き矢印ＭＡＰ３は、目印セットタイプＬＭＳＴ１から計画形状タイプＰＧＴ２への仮定されたマッピングを表す。実際には、ユニークなマッピングは、容易に決定され得ない。しかしながら、所与の目印セットと所与の計画形状との間で、マッピングの実際の実現が観測され得る。これらの実際の実現は、細い矢印ＭＡＰ１１、ＭＡＰ２２、ＭＡＰ３３、及びＭＡＰ４２として図２に表される。一桁目は計画形状を表し、二桁目は目印セットを表す。マッピングの実際の実現は、理論的なマッピングを見積もるために使用され得る。一例を与えるため、実際の実現ＭＡＰ１１及びＭＡＰ２２は、理論的なマッピングＭＡＰ１を見積もるために使用され得る。

目印セットＬＭＳ２から計画形状ＰＧ３へのマッピングＭＡＰ４２は、目印セットＬＭＳ２を起点とする第２マッピングを提供するという点でいくらか特別である。実際に、１つの測定画像は、いくつかの取得のために取得され得る。ある目印セットは、２又はそれより多くの計画形状を決定するためにも使用され得る。第１計画形状の決定に必要とされるいくつかの目印は、第２計画形状を決定するために必要とされず、逆もまた同様である。したがって、対応する２つの関数は、対応する計画形状と無関係のこれらの目印を考慮することを必要とされない。これは、本発明の態様の１つにより可能にされる。

図３は、本発明の実施例による計画形状システムのデータフロー図を表す。測定画像は、画像源ＩＳにより供給される。該画像は、目印セットＬＭＳを生成する画像分析部ＩＡにより処理される。これは、測定画像における自動特徴検出により達成され得る。更に、例えば計画形状タイプＰＧＴは、どんなタイプの取得をユーザが実行したいかを示す適切なユーザ入力により提供される。計画形状タイプＰＧＴは、ユーザにより選択される計画形状タイプに基づいて、データベースのマッピングＤＢＭへの問合せを定式化する関数生成部ＦＧに渡される。マッピングのデータベースは、対応する関数データＦＤを返す。関数生成部ＦＧは、関数Ｆを生成するため、関数データＦＤを処理する。関数は、関数評価部ＥＶＬに渡される。上述の目印セットは、関数生成部ＦＧにより生成される関数Ｆに対する入力として使用される。関数評価部ＥＶＬは、計算された計画形状ＣＰＧを決定する。目印セットＬＭＳとともに、計算された計画形状ＣＰＧは、ユーザインタフェースＵＩに渡される。ユーザインタフェースＵＩは、ディスプレイ画像ＤＩをユーザに表示する。表示される画像ＤＩは、ユーザが計画形状の正確さを確認し得るように、目印、計画形状、及び測定画像を含み得る。計算された計画形状ＣＰＧ又は目印セットＬＭＳにおいて生じ得る誤りをユーザが検出する場合、ユーザ調整ＵＡを入力することにより、該ユーザはこれらの誤りをインタラクティブに訂正し得る。誤りが目印セットにあった場合、訂正された値に基づいて新たな計算された計画形状ＣＰＧを決定する関数評価部にデータを返すように意図され得る。ユーザが結果に満足する場合、ユーザは、適切なユーザ入力を入力することにより、計算された計画形状ＣＰＧを受け入れる。ユーザ調整された計画形状ＵＰＧ（ここでユーザ調整という用語は、データを実際に変化させることなく、ユーザを受け入れることも含む）は、高解像度取得の磁気共鳴システムをセットアップするのに利用可能である、最終的な計画形状に送信される。ユーザ調整された目印セットＵＬＭＳとの組合せにおいて、ユーザ調整された計画形状ＵＰＧは、記録生成部ＲＧにも送信される。記録生成部は、マッピングのデータベースＤＢＭに記憶されるべき新たな記録ＮＲを生成する。このときから、関数生成部により実行される関数Ｆの将来の生成が利用可能である。

本発明の一実施例は、以下の態様においても記載され得る。

最初のステップにおいて、解剖学的構造を識別する画像処理アルゴリズムが必要とされる。例えば、モデルは、画像（測定画像又はスカウト画像）と適合され得る。それから解剖学的目印のセットが識別され得る。

利用可能なデータベースにおいて必要とされる計画の前の計画がない場合、初期の形状は（解剖構造に依存して）計算され得るか、又は形状が手動で決定され得る。

そうでなければ、データベースにおいて利用可能である必要なタイプの計画が既にある場合、これらのサンプルは、解剖学的目印から計画形状へのマッピングＦを近似するために使用される。

関数Ｆは、最初のステップにおいて計算された目印のために評価される。この評価の結果は、必要とされるタイプの計画（又は形状）である。

得られた計画は、ＭＲスキャナコンソールにおいてユーザに示される。場合により、ユーザは、この自動で得られた計画を調整する。両方の場合において、ユーザは、保持された目印のサンプル及び計画形状がユーザによりチェックされることを示すことにより、システムにフィードバックを付与し得る。

しばらくして、誤って位置された目印又はユーザの一貫しない入力の結果の異常値は、このような計画データベースにおいて生じ得る。これらの種類の異常値は、データベースコンテンツを自身に適用する（いくつかのサンプルを除外する）ことにより検出され得るか、又はこれらの異常値の負の影響が、関数Ｆを構築するロバスト近似技術（例えば非ロバスト手段ではなくロバスト平均計算）を使用して抑制され得る。

更に、解剖学的構造と組合せて手動で適用される計画は、（例えば回帰に基づく学習アルゴリズムを使用して）所与の計画タスクに対する異なる目印の関連性を見出すために使用され得る。

図４は、関数の偏導関数を示す図を表す。関数は、ｍ次元目印セット領域からｎ次元計画形状領域へのマッピングにより表され得る。
ＰＧ＝（ｐｇ_１，ｐｇ_２，ｐｇ_３，…ｐｇ_ｎ）^Ｔ＝Ｆ（（ｌｍｓ_１，ｌｍｓ_２，ｌｍｓ_３，…ｌｍｓ_ｍ）^Ｔ）＝Ｆ（ＬＭＳ）
ここでＰＧは、計画形状であり、ｐｇ_ｉはＰＧのｉ番目の成分、Ｆは関数、ＬＭＳは目印セット、ｌｍｓ_ｊはＬＭＳのｊ番目の成分である。通常目印は、２次元又は３次元である。目印の各座標は、ＬＭＳの成分を構成し得る。

Ｆのヤコブ行列は、以下のように決定され得る。

それゆえ、ヤコブ行列は、目印セットＬＭＳの成分ｌｍｓ_ｊと関連した計画形状ＰＧの成分ｐｇ_ｉの導関数を含む。ある導関数

がゼロに近い場合、これは、ほとんどｌｍｓ_ｊには依存しないｐｇ_ｉにより解釈され得る。逆の場合において、この導関数は、ｌｍｓ_ｊからｐｇ_ｉの強い依存として解釈され得る、比較的強い依存である。図４は、後者の場合のｌｍｓ_１，ｊの関数として、ｐｇ_１，ｊの図を示す。変数ｐｇ_１，ｊ及びｌｍｓ_１，ｊの両方とも第１取得タイプに属し、これは、この第１の指数により示される。関数の任意の点において、比較的急な接線が表される。考慮される点の近辺において、ｐｇ_１，ｉは、ｌｍｓ_１，ｊとの強い依存性を示す。関数ｐｇ_１，ｉ（ｌｍｓ_１，ｊ）は定数ではないので、ｌｍｓ_１，ｊの現在の値を使用して計画形状を決定する間、評価されるべきである。

図５は、関数の他の偏導関数を示す図を表す。基になる考えは、図４と同じである。しかしながら、この場合において、他の取得タイプに対して成分ｐｇ_２，ｉは、広い範囲に渡ってほぼ一定なので、ｌｍｓ_２，ｊと強い依存性を示さない。任意の点に描かれる接線は、ほとんど水平であり、この点における導関数がゼロに近いことを示す。本発明の実施に対して、このことは、関数のこの特定の成分が、結果となる計画形状にあまり関連しないという洞察を導き得る。しかしながら、今まで結果となる計画形状の１つのみの成分におけるｌｍｓ_２ｊの影響は、考慮されている。ｌｍｓ_２ｊは、例えばｐｇ_{２，ｉ＋１}に影響力を有することがあり得る。更に、上述のように、目印は２次元又は３次元であり得ることが考慮されなければならない。要するに、どの目印の成分も、いずれの計画形状の成分にも強い影響を持たない場合、目印は、付与された計画形状に対して無関係であるとしてマークされ得る。このため、好ましくは適切な基準が使用される。

ある解剖学的目印の関連性を決定する代替の技術は、目印の各々に対するユーザ調整の頻度を観測することである。ユーザがしばしば特定の目印を調整する場合、ユーザは、この目印が関連すると考えていることを示す。ユーザの相互作用の頻度は、それゆえストレージにサンプルとともに記憶され得る関連性の重み付け要素に変換され得る。

図６は、複数の組合せに渡る関数の特定の係数を示す。特定の係数はＦ_ｉ，ｊであり、これは、入力ｊ（目印領域）を出力ｉ（計画形状領域）にマッピングする。説明の容易さのため、関数Ｆは入力ｊと出力ｉとの間に線形依存性を規定すると仮定される。したがって、係数Ｆ_ｉ，ｊは、定数の要素である。指数ｋは、サンプルを数え上げる。図６からわかるように、１２個のサンプルが集められた。異常値を検出するため、係数Ｆ_ｉ，ｊの平均が、計算され得、象徴的な態様でのみ図６において、水平且つ狭い間隔の点線として示される。更に、平均値は、σインターバル（シグマインターバル）のような許容領域により囲まれ得る。このインターバルは、図６において、２つの水平且つ広い間隔の点線により表される。サンプルのほとんどは、平均値の許容インターバルの範囲内にある係数Ｆ_ｉ，ｊに対する値を提供することがわかり得る。一方サンプル５番は、平均値から著しく異なり得る。このサンプル５番は、将来誤った関数近似を生じさせるので、削除するようマークされ得る。ユーザは、サンプルをレビューした後に削除することを確かめるように、削除について警告され得る。１０番のサンプルも、特別に注意する必要がある。許容インターバルから少し外れているだけであるが、１０番のサンプルは、特別な態様でもマークされることを考慮され得る。例えば１０番のサンプルは、ユーザにより取得及び維持される次のいくつかのサンプルに渡って、平均値がどのように発達するかを観測するため、当分の間データベースに維持され得る。許容インターバルの外側にある間、これは中断され得る。すなわち実際の近似プロセスに考慮されないか、小さな重み付け因子しか付けられない。ある数の追加のサンプルの後、１０番のサンプルが許容インターバルの外にあることが依然としてわかっている場合、該サンプルは、最終的な削除のためにマークされ得る。この目的のため、カウンタ又はタイムスタンプは、サンプルがどのくらい古いのか、及び該サンプルがいつ中断とマークされたのかを決定することを可能にするサンプルを備え得る。

本発明は、好ましい実施例を参照して記載されている。

明らかに修正及び変形は、詳細な説明を読み、理解する他人に思いつくであろう。上記の発明は磁気共鳴画像に関して記載されるという事実にも関わらず、本発明は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）、ポジトロン放出断層撮影（ＰＥＴ）、単光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）又は超音波モダリティ（ＵＳ）にも適用され得る。本発明は、これらの画像化モダリティの医療データベースの系統だった処理又は後処理にも適用され得る。

図１は、従来技術による形状計画システムのデータフロー図を示す。 図２は、関数及びこれに関連付けられる変数の概略的な表記を示す。 図３は、本発明の一実施例による形状計画システムのデータフロー図を示す。 図４は、関数の偏導関数を示す図を示す。 図５は、関数の他の偏導関数を示す図を示す。 図６は、複数のマッピング組合せに対する関数の特定の係数を示す。

Claims (12)

1. 解剖学的目印セットと現在の形状計画セッションの計画形状とを、両方の組合せを形成することにより処理し、前記組合せをデータベースに加えるように構成されるデータベースマネジャを有する、磁気共鳴システムの形状計画ソフトウェア。
2. 前記データベースマネジャが複数の前記組合せを取り扱うように更に構成され、前記形状計画ソフトウェアが、現在の計画形状セッションのものと類似したセッションパラメータを有する前の形状計画セッションの前記組合せのサブセットを使用することにより、現在の目印セットを現在の計画形状にマッピングする関数を生成するように構成される近似部を更に有する、請求項１に記載の形状計画ソフトウェア。
3. 所与の形状に対する解剖学的目印の関連性を評価するように構成される評価部を更に有する、請求項１又は２に記載の形状計画ソフトウェア。
4. 前記データベースに記憶される組合せに適用されるとともに、類似のセッションパラメータを有する組合せの対応するサブセット内の平均的な関数から著しく異なる関数を得る組合せを検出するように構成される異常値検出部を更に有する、請求項１乃至３の何れか一項に記載の形状計画ソフトウェア。
5. 前記マネジャが、前記組合せの各々に対する信頼値をサポートするように構成される、請求項４に記載の形状計画ソフトウェア。
6. 前記近似部が、組合せの異常に関して、ロバストな態様で関数を決定するように構成される、請求項１乃至５の何れか一項に記載の形状計画ソフトウェア。
7. 前記マネジャが、前記組合せの各々に対する対応する関数タイプの表示をサポートするように更に構成される、請求項１乃至６の何れか一項に記載の形状計画ソフトウェア。
8. 前記関数の近似部が、前記組合せにおいて回帰分析を行うように構成される、請求項１乃至７の何れか一項に記載の形状計画ソフトウェア。
9. インストールされたソフトウェアのアップグレード又はアップデートとして提供される、請求項１乃至８の何れか一項に記載の形状計画ソフトウェア。
10. 請求項１乃至９の何れか一項に記載の形状計画ソフトウェアを備える磁気共鳴システム。
11. 磁気共鳴形状計画システムのデータベースに使用するデータ構造であって、解剖学的目印セットを表す第１サブ構造と、対応する計画形状を表す第２サブ構造とを有するデータ構造。
12. 磁気共鳴システムのために形状計画をする方法であって、
    現在の形状計画セッションの間、現在の目印セット及び現在の計画形状を取り出すステップと、
    前記現在の目印セットと前記現在の計画形状とを対応する組合せに組合せるステップと、
    前記組合せをデータベースに記憶するステップと、
    を有する方法。

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