JP2010178842A - 医用画像データ処理装置及び医用画像データ処理方法 - Google Patents

医用画像データ処理装置及び医用画像データ処理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】キー画像を構成する生データとその前後の生データを切り出し、記憶部に保存する医用画像データ処理装置を提供する。
【解決手段】被検体に対してX線を曝射するX線管球と被検体を透過したX線を検出するX線検出器を有し、被検体をスキャンして生データを収集する撮影部と、収集した生データを再構成する再構成処理部と、再構成した画像データから注目画像を選定する画像選定部と、注目画像の付帯情報をもとに注目画像の撮影位置を割り出し、収集した生データ群から注目画像を構成する生データを中心とする予め設定した範囲内の生データを切り出す切り出し部と、切り出し部で切り出した生データを付随する付帯情報とともに保存する記憶部と、を備える。
【選択図】図2

Description

本発明は、医用画像保管通信システム(PACS:Picture Archiving and Communication System)又はX線CT装置(コンピュータ断層像撮影装置)におけるCT生データの保管処理に係り、生データの有効利用を図った医用画像データ処理装置及び医用画像データ処理方法に関する。
従来、医用画像診断装置としてX線CT装置や、MRI装置等が使用されている。例えばX線CT装置は、被検体にX線を曝射し、被検体を透過したX線をX線検出器で検出することで投影データを収集し、再構成することにより被検体の断層像を取得することができる。収集した投影データに前処理を施し、再構成を行うためのデータを生データと言い、生データからは様々な条件の画像を再構成することができる。
したがって、生データの有用性が高まり、再構成を行った後の画像データとは別に、生データを可搬型の記憶媒体に保存し、あとで再構成を希望する場合には、記憶媒体に保存された生データを呼び出し、再構成条件(例えば、再構成関数変更、再構成ピッチ変更、ズーム等)を変更して新たに再構成画像を得ることもできる。
ところで、X線CT装置では、X線検出器の多列化およびスキャンスピードの高速化にともない、1回の撮影で発生する生データのサイズは、年々肥大化しており、数GB(ギガバイト)〜数百GBのデータが発生する。このため、可搬型の記憶媒体に保存することは困難であり、また、サーバ等のハードディスクに保存しようとしても全てを保存することができないという問題がある。
このような問題に対処するため、特許文献1には、生データの一部分を切り出して保存するようにした医用画像診断装置が記載されている。この例では収集された全生データのうち、必要な切り出し範囲を指定して切り出し、記憶媒体に書き込んで保存するようにしている。
一方、生データは最終的には再構成し、読影医は、再構成画像を観察しながら読影を実行しレポートを作成する。最近は、PACSやレポートシステムを使って読影レポート作成することが多く、読影レポートの作成は、大量の画像を発生するX線CT装置やMRI装置等を用いた画像診断では必要不可欠なものとなっている。
読影レポートの作成では、診断内容を記入するとともにキー画像を指定して、作成したレポートと関連づけて保存することが多い。キー画像は診断する上での注目画像であり、レポートを参照する医師は、キー画像を見ながら検査結果レポートを読むことで診断の内容を容易に理解することができる。
しかしながら、特許文献1の例では、記憶媒体にキー画像が必ずしも保存される訳ではないため、キー画像及びその前後の画像を参照できるとは限らない。また、医師が望むパラメータで再構成された画像データが保存されるとは限らないという課題がある。
特開2008−100119号公報
従来、医用画像診断装置では、1回の撮影で発生する生データのサイズが肥大化しており、数GB(ギガバイト)〜数百GBのデータが発生するため、可搬型の記憶媒体に保存することは困難であった。またサーバ等に保存したとしても、全てのデータを保存することができず、キー画像の前後の画像が必ずしも保存されていると限らないという課題があった。
本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、生データを記憶部に保存する際に、キー画像を中心にして前後の生データのみを切り出して保存することができる医用画像データ処理装置及び医用画像データ処理方法を提供することを目的とする。
請求項1記載の本発明の医用画像データ処理装置は、被検体に対してX線を曝射するX線管球と、前記被検体を透過したX線を検出するX線検出器を有し、前記被検体をスキャンして生データを収集する撮影部と、前記収集した生データを再構成する再構成処理部と、前記再構成した画像データから注目画像を選定する画像選定部と、前記注目画像の付帯情報をもとに前記注目画像の撮影位置を割り出し、前記収集した生データ群から前記注目画像を構成する生データを中心とする予め設定した範囲内の生データを切り出す切り出し部と、前記切り出し部で切り出した生データを付随する付帯情報とともに保存する記憶部と、を具備したことを特徴とする。
また、請求項8記載の本発明は、被検体に対してX線を曝射し前記被検体をスキャンして収集した生データと、前記収集した生データを再構成処理して取得した画像データを処理する医用画像データ処理方法であって、前記再構成した画像データから注目画像を選定し、前記注目画像の付帯情報をもとに前記注目画像の撮影位置を割り出し、前記収集した生データ群から前記注目画像を構成する生データを中心とする予め設定した範囲内の生データを切り出し、前記切り出し部で切り出した生データを付随する付帯情報とともに記憶部に保存することを特徴とする。
本発明によれば、注目画像をベースにして生データの切り出し範囲を設定し、診断する上で重要な部分のみの生データを記憶部に保存することにより、記憶部の記憶容量を減らすことができる。また切り出した生データを可搬型記憶媒体に保存することができ、生データの有効利用が可能になる。また過去画像と新たな診断画像を比較読影する際に、キー画像を構成する生データの前後の生データを用いて様々なパラメータで再構成して表示することができ、読影の質を向上することができる。
本発明の一実施形態に係る医用画像データ処理装置に使用するX線CT装置の構成を示すブロック図。 同実施形態に使用する医用画像保管装置の構成を示すブロック図。 同実施形態に係る生データの保存処理を説明する説明図。 同実施形態におけるレポート画面でのキー画像を示す説明図。 同実施形態におけるハーフ再構成のために読み出される生データの一例を示す説明図。
以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明の一実施形態に係る医用画像データ処理装置の構成を説明する図である。本実施形態では、医用画像データ処理装置に使用する医用画像診断装置としてX線CT装置(コンピュータ断層撮影装置)を用いた例を説明する。
X線CT装置100は、架台10とコンピュータシステム20から構成される。架台10は、被検体Pに関する投影データを収集するもので、回転フレーム11、X線管球12、X線検出器13、データ収集部14、非接触型のデータ伝送装置15、スリップリング16、架台駆動部17を含む。
回転フレーム11は、回転駆動するリングであり、X線管球12とX線検出器13を搭載している。この回転フレーム11の中央部分は開口しており、開口部に、寝台(図示せず)の天板18に載置された被検体Pが挿入される。
X線管球12は、X線を発生する真空管であり、X線管球12には、X線の曝射に必要な電力(管電流、管電圧)が高電圧発生部28(後述)からスリップリング16を介して供給される。X線管球12は、供給された高電圧により電子を加速させターゲットに衝突させることで、有効視野領域FOV内に載置された被検体Pに対してX線を曝射する。
X線検出器13は、被検体Pを透過したX線を検出するものであり、X線管球12に対向して回転フレーム11に取り付けられている。X線検出器13は、例えばマルチスライスタイプの検出器であり、シンチレータとフォトダイオードを組み合わせて構成した複数の検出素子が、二次元的に配列されている。X線管球12とX線検出器13は撮影部を構成する。
データ収集部14は、DAS(Data Acquisition System) と呼ばれ、X線検出器13からチャンネルごとに出力される信号を電圧信号に変換し、増幅し、さらにデジタル信号に変換する。このデジタルデータは、非接触型のデータ伝送装置15を介してコンピュータシステム20に送られる。
架台駆動部17は、回転フレーム11を回転駆動する。この回転駆動により、X線管球12とX線検出器13とが対向しながら、被検体Pの体軸を中心に螺旋状に回転することになる。
コンピュータシステム20は、前処理部21、システム制御部22、記憶部23、再構成処理部24、画像処理部25、表示部26、入力部27、高電圧発生部28、送受信部29を含む。また、バスライン201とネットワークインターフェース202を含む。
前処理部21は、データ収集部14からの生データを非接触データ伝送装置15を介して受け取り、感度補正やX線強度補正を行う。システム制御部22は、バスライン201に接続され、X線CT装置100の全体的な制御を行い、スキャン処理、信号処理、画像生成処理、画像表示処理等を行う。
前処理部21によって各種の補正を受けた生データは、「投影データ」と呼ばれ、バスライン201を介して記憶部23に一旦記憶される。再構成処理部24は、複数種類の再構成法を装備し、操作者によって選択された再構成法により画像データを再構成する。
画像処理部25は、再構成処理部24によって生成された再構成画像データに対して、ウィンドウ変換、RGB処理等の表示のための画像処理を行い、表示部26に出力する。また、画像処理部25は、オペレータの指示に基づき、任意断面の断層像、任意方向からの投影像、3次元画像等の生成を行い、表示部26に出力する。また記憶部23は、生データのほかに、再構成処理した断層像データ等の画像データを記憶する。
表示部26は、画像処理部25から入力したコンピュータ断層画像等のCT画像を表示する。入力部27は、キーボードや各種スイッチ、マウス等を備え、オペレータによってスライス厚やスライス数等の各種スキャン条件等を入力するものである。高電圧発生部28は、スリップリング16を介して、X線の曝射に必要な電力をX線管球12に供給する。
送受信部29は、ネットワークNWを介して、RIS(Radiology Information System)サーバ、PACS等(図示せず)の他の装置と通信を行うもので、送受信部29は、例えばネットワークNWに接続されたRISサーバから、被検体Pの撮影に関する情報(患者情報、診断部位等を含むオーダ情報)を受信する。また送受信部29は、ネットワークNWを介して、PACS等に画像データ、患者情報等を送信する。
さらにシステム制御部22は、スキャン処理において、入力されたスライス厚等のスキャン条件に基づいて、高電圧発生部28、架台駆動部17、及び天板18の体軸方向への送り量、送り速度、X線管球12とX線検出器13の回転速度、回転ピッチ、及びX線の曝射タイミング等を制御し、被検体の所望の撮影領域に対して多方向からX線コーンビーム又はX線ファンビームを曝射させ、X線CT画像のデータ収集(スキャン)処理を行う。
図2は、本発明の一実施形態に係る医用画像データ処理装置に使用する医用画像保管装置30を示すブロック図である。医用画像保管装置30は、ネットワークNWに接続されており、医用画像診断装置(X線CT装置100)からの生データ及び再構成された画像データを、ネットワークインターフェース31を介して受信する。医用画像保管装置30は、記憶部32、33、切り出し部34、画像選定部35、記憶部36、再構成処理部37、インターフェース38を含む。
記憶部32は、受信した生データを一時的に保存し、記憶部33は、受信した画像データを保存する。記憶部33に保存された画像データは読影端末40に送られ、医師によって読影することができる。医師は再構成された画像を参照し、注目点があれば注目画像(キー画像:後述)として設定する。
注目画像が設定されると読影端末40から画像選定部35にキー画像の付帯情報が送られる。画像選定部35は、再構成された画像データから注目画像を選定するもので、例えば上述したキー画像を注目画像として選定し、切り出し部34に対してキー画像の付帯情報を伝える。切り出し部34は、記憶部32に一時的に保存された生データから、キー画像の付帯情報をもとにキー画像を構成する生データを切り出して記憶部36に保存する。
記憶部36に保存された生データ(切り出し生データ)は、再構成処理部37に供給され、読影端末40からの要求に応じて再構成処理を行い、読影端末40に表示する。また記憶部36に保存された切り出し生データは、インターフェース38を介して記憶媒体50に保存することができる。インターフェース38は、暗号化部381を含み、記憶媒体50は、例えば可搬型記憶媒体である。
読影端末40においては、医師が診断した内容をレポートに記載するが、同時にキー画像(診断する上で注目すべき画像)を指定して、作成したレポートに添付する。また最近では、レポートの文章にハイパーリンクとしてキー画像を関連付けて添付するハイパーリンクレポートシステムもある。
読影医は、前回レポートと関連付けられたキー画像を参照しながら、今回の検査結果を読影する。キー画像は診断上有用な画像であり、同じ患者が再度CT検査を受けた場合、同じ位置、同じ条件で新たに撮影したキー画像と前回撮影したキー画像とを比較することで、病態の変化を詳細に把握することが可能になる。
本発明は、読影によってマークされたキー画像の付帯情報から撮影位置情報または撮影経過時間情報を抽出し、それをもとに注目画像(キー画像)の撮影位置を割り出し、注目画像を構成する生データとその前後の生データを切り出し、付随する付帯情報とともに保存する点に特徴がある。
以下、図3を参照してX線CT装置100で取得した生データおよび再構成された画像データを医用画像保管装置30へ保存する動作について説明する。
図3(a)は記憶部32に一時的に保存される生データであり、X線CT装置100から転送された生データに相当する。記憶部32は、全生データを保存可能な記憶容量を有する。図3(b)は、切り出し部34によって切り出され、記憶部36に恒久的に保存される切り出し生データを示す。また図3(c)は、読影端末40でのレポート画面を示している。
図3において、生データ(a)は、管理部Aとデータ部Bで構成され、管理部Aには、患者名、患者ID等の患者情報や、撮影時の撮影条件(例えば、撮影部位、撮影方向、撮影位置、撮影範囲等)の情報のほか、画像条件(例えばスライス厚、スライスピッチ等)の情報が含まれる。
データ部Bは、D1,D2…Dnで示す生データ群で構成され、撮影開始t0から撮影終了tnまでの生データで構成されている。またDmは、キー画像を構成する生データである。またデータ部Bの生データには、付帯情報として生データをスキャンしたときの撮影位置情報が含まれている。撮影位置情報としては、スキャンを開始してからの経過時間情報がある。或いは、スキャンを開始した位置を基準にした距離情報、又はスキャン開始からの撮影枚数情報等がある。
図3(c)は、読影端末40において、医師が作成したレポート画面の一例を示しており、レポート画面(c)には、キー画像K1が添付されている。キー画像K1は、記憶部33に保存された再構成画像データを読影してレポートを作成したときに、診断する上で注目すべき画像として医師が設定したものである。或いは、レポートの文章にハイパーリンクとしてキー画像K1を関連付ける場合もある。またキー画像K1には、付帯情報として撮影位置情報が含まれている。
図4は、レポート画面の一例を拡大して示す図であり、患者名の記入欄、所見の記入欄等のほかに、キー画像K1を添付する欄がある。
画像選定部35は、読影端末40によって設定されたキー画像を注目画像として選定し、切り出し部34に伝える。切り出し部34は、キー画像K1の付帯情報をもとにキー画像K1の撮影位置を割り出し、キー画像K1を構成する生データを中心にして前後の生データの切り出しを行う。
即ち、キー画像K1を構成する生データDm(注目生データと称する)を中心にして、その前後に位置する所定範囲(矢印xで示す範囲)の生データを切り出し、付随する付帯情報とともに記憶部36に保存する。オリジナルの生データは、切り出しが完了した時点で記憶部32から削除する。
記憶部36に保存された切り出し生データは、図3(b)で示すように、管理部Aと、位置情報B1及びデータ部B2で構成される。管理部Aには、切り出し生データの付帯情報(例えば、患者情報や、撮影時の撮影条件、画像条件の情報)が記憶される。位置情報エリアB1には、切り出された生データの位置情報が記憶される。切り出し生データの位置情報としては、例えば、スキャン開始からスキャン終了までの生データの枚数をカウントし、注目生データDmを中心にして切り出し範囲x内にある生データの枚数情報(何枚目から何枚目までの情報)を記憶する。データ部のエリアB2は、切り出し部34によって切り出された生データで構成され、注目生データDmを中心にして、その前後に位置するxで示す範囲の生データで成る。
尚、画像選定部35での注目画像の選定方法としては、キー画像K1を選定する代わりに、KIN(Key Image Note)やその他のマーク情報が付された画像を注目画像として選定することもできる。読影時に医師が重要な画像であると判断した場合、画像にマーク等を付すことがあるため、このマーク情報を読み取ることで注目画像を選定することができる。
このように本発明では、キー画像を参照し、それを起点としてキー画像を構成する生データとその前後の生データのみを付帯情報とともに記憶部36に記憶することができる。記憶部36に記憶される切り出し生データは、言うなれば選りすぐったデータであり、記憶部36には診断において重要な生データのみが保存されるため、記憶容量を小さくすることができる。
また再構成処理部37は、記憶部36に保存された生データを使用して再構成処理を行う。再構成処理部37は、キー画像K1を生成したときと同じパラメータで再構成することもできるし、キー画像K1及びその前後の画像に関連する生データを別のパラメータで再構成処理することもできる。
したがって、切り出した生データをもとに再構成した読影画像402と、注目画像(キー画像K1)の選定に用いた読影画像401とを比較することができる。また同一患者の前回撮影したときの切り出し生データが記憶部36に保存されている場合は、前回撮影時の画像との比較読影を行うことができる。
さらに、記憶部36に保存された切り出し生データは、記憶媒体50に保存することができる。記憶媒体50の記憶容量は、切り出し生データを保存する記憶容量があればよいため、記憶容量が少なくて済み、可搬型の記憶媒体50に保存することが可能となる。尚、可搬型の記憶媒体50に保存する場合は、機密漏洩を防止するため、暗号化部381で暗号化して保存することが望ましい。そして復号する際には復号のキーを知り得るユーザのみが復号化できるようにする。
したがって、切り出し生データを可搬型の記憶媒体50に保存し、あとで再構成を希望する場合には、記憶媒体50に保存された生データを呼び出し、再構成条件(例えば、再構成関数変更、再構成ピッチ変更、ズーム、等)を変更して新たに再構成画像データを作成することができる。
尚、以上の説明では、生データの切り出し範囲を生データの枚数で規定する例を述べたが、スキャン開始からスキャン終了までの秒数(時間)をカウントし、注目生データDmを中心にして所定の時間範囲内にある生データを切り出すように規定してもよい。或いは、スキャンを開始した位置を基準にしてスキャン終了までの距離をカウントし、注目生データDmを中心にして所定の距離範囲内にある生データを切り出すように規定してもよい。
図5は、生データのスキャン開始からスキャン終了までの秒数(時間)をカウントする際の補足説明図である。図5は、生データの再構成処理としてハーフ再構成法を採用し、被検体の周囲の(180°+ファン角度)分の投影データ(生データ)に基づいて画像データを再構成する例を示している。説明の便宜上、(180°+ファン角度)分の投影データを一単位として投影データセットと称する。
図5において縦軸はX線管球12の位置(角度位置)を示し、横軸は時間を示している。またX線管球12の位置に従って読み出される複数の投影データセットが対応する範囲を太線Zで示している。図5では、投影データセットは、X線管球がビュー角(0°)からビュー角(180°+α)まで回転する範囲をカバーしており、複数の投影データセットzがハーフ再構成に用いられる。
したがって、スキャン開始からの経過秒数をカウントする場合は、生データの該当部分(太線Z)に対応する時間情報を記憶する必要がある。またX線検出器13の大きさ(検出素子の数や分解能)によって1回のスキャンで得られる生データの大きさ(X線検出器での検出範囲)も変わるため、X線検出器13の大きさも考慮して時間情報を算出する必要がある。
また切り出し部34は、生データの切り出し範囲を検査部位に応じて設定するようにしてもよい。
以上説明した本発明の実施形態によれば、キー画像をベースにして生データの切り出し範囲を設定し、診断する上で重要な部分のみの生データを記憶部36に保存することにより、記憶部36の記憶容量を減らすことができる。また切り出した生データを可搬型記憶媒体に保存することができ、生データの有効利用が可能になる。
さらに過去画像と新たな診断画像を比較読影する際に、キー画像を構成する生データを中心とする前後の生データを用いて様々なパラメータで再構成して表示することができ、読影の質を向上することができる。
また本発明の実施形態は、以上の説明に限定されることなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
100…X線CT装置
10…架台
11…回転フレーム
12…X線管球
13…X線検出器
14…データ収集部
15…データ伝送装置
16…スリップリナグ
17…架台駆動部
18…天板
20…コンピュータシステム
21…前処理部
22…システム制御部
23…記憶部
24…再構成処理部
25…画像処理部
26…表示部
27…入力部
28…高電圧発生部
29…送受信部
30…医用画像保管装置
31…ネットワークインターフェース
32…記憶部(生データ)
33…記憶部(画像データ)
34…切り出し部
35…キー画像設定部
36…記憶部(切り出し生データ)
37…再構成処理部
38…インターフェース
40…読影端末
50…記憶媒体

Claims (14)

  1. 被検体に対してX線を曝射するX線管球と、前記被検体を透過したX線を検出するX線検出器を有し、前記被検体をスキャンして生データを収集する撮影部と、
    前記収集した生データを再構成する再構成処理部と、
    前記再構成した画像データから注目画像を選定する画像選定部と、
    前記注目画像の付帯情報をもとに前記注目画像の撮影位置を割り出し、前記収集した生データ群から前記注目画像を構成する生データを中心とする予め設定した範囲内の生データを切り出す切り出し部と、
    前記切り出し部で切り出した生データを付随する付帯情報とともに保存する記憶部と、
    を具備したことを特徴とする医用画像データ処理装置。
  2. 前記画像選定部は、前記再構成した画像データを用いて作成した読影レポートに添付されたキー画像を前記注目画像として選定し、
    前記切り出し部は、前記キー画像の付帯情報をもとに前記キー画像の撮影位置を割り出し、前記収集した生データ群から前記キー画像を構成する生データを中心とする予め設定した範囲内の生データを切り出すことを特徴とする請求項1記載の医用画像データ処理装置。
  3. 前記切り出し部は、前記キー画像の付帯情報に含まれる撮影時間情報又は撮影位置情報をもとに前記注目画像の撮影位置を割り出すことを特徴とする請求項1記載の医用画像データ処理装置。
  4. 前記切り出し部は、前記生データの切り出し範囲を、前記注目画像を構成する生データを中心にして、枚数、時間、距離のいずれかで規定することを特徴とする請求項1記載の医用画像データ処理装置。
  5. 前記切り出し部は、前記生データの切り出し範囲を検査部位に応じて設定することを特徴とする請求項1記載の医用画像データ処理装置。
  6. 前記切り出し部によって切り出した生データを、付随する付帯情報とともに可搬型記憶媒体に保存するためのインターフェースを具備したことを特徴とする請求項1記載の医用画像データ処理装置。
  7. 前記切り出し部によって切り出した生データを再構成する第2の再構成処理部を具備したことを特徴とする請求項1記載の医用画像データ処理装置。
  8. 被検体に対してX線を曝射し前記被検体をスキャンして収集した生データと、前記収集した生データを再構成処理して取得した画像データとを処理する医用画像データ処理方法であって、
    前記再構成した画像データから注目画像を選定し、
    前記注目画像の付帯情報をもとに前記注目画像の撮影位置を割り出し、
    前記収集した生データ群から前記注目画像を構成する生データを中心とする予め設定した範囲内の生データを切り出し、
    前記切り出し部で切り出した生データを、付随する付帯情報とともに記憶部に保存することを特徴とする医用画像データ処理方法。
  9. 前記再構成した画像データを用いて作成された読影レポートに添付されたキー画像を前記注目画像として選定し、
    前記キー画像の付帯情報をもとに前記キー画像の撮影位置を割り出し、
    前記収集した生データ群から前記キー画像を構成する生データを中心とする予め設定した範囲内の生データを切り出すことを特徴とする請求項8記載の医用画像データ処理方法。
  10. 前記キー画像の付帯情報に含まれる撮影時間情報又は撮影位置情報をもとに前記注目画像の撮影位置を割り出すことを特徴とする請求項8記載の医用画像データ処理方法。
  11. 前記生データの切り出し範囲は、前記注目画像を構成する生データを中心にして、枚数、時間、距離のいずれかで規定することを特徴とする請求項8記載の医用画像データ処理方法。
  12. 前記生データ切り出し範囲を検査部位に応じて設定することを特徴請求項8記載の医用画像データ処理方法。
  13. 前記切り出し部によって切り出した生データを、付随する付帯情報とともに可搬型記憶媒体に保存することを特徴とする請求項8記載の医用画像データ処理方法。
  14. 前記切り出し部によって切り出した生データを再構成処理することを特徴とする請求項8記載の医用画像データ処理方法。
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