JP2019209107A - 所望の画質を達成するためのタスクベースの画質メトリックを使用するct撮像システムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[実施態様1]
コンピュータ断層撮影(CT)撮像システム(100、200)であって、
X線ビーム(106、206)を発生させながら管電流および管電位で動作するように構成されたX線源(104、204)と、
人(211)の投影データを収集するように構成されたCT検出器(108、208)と、
メモリに記憶されたプログラム命令を実行するように構成された少なくとも1つの処理ユニット(110、216)であって、前記プログラム命令を実行する場合、前記少なくとも1つの処理ユニット(110、216)が、
修正システム特徴およびタスク物体を有する臨床タスクを含むオペレータ入力を受信することと、
タスクベースの画質(IQ)メトリックを決定するためのオペレータ入力を受信することであって、前記タスクベースのIQメトリックが前記臨床タスクを実行するための画像データの所望の全体的な画質を表し、前記画像データが基準システム特徴を使用して取得され、前記基準システム特徴および前記修正システム特徴が同じタイプの特徴であり、再構成アルゴリズムまたはスキャンパラメータを含む、ことと、
前記タスク物体、前記修正システム特徴、および前記タスクベースのIQメトリックに基づいて、露出制御パラメータを決定することと、
CTスキャンの間に前記X線ビーム(106、206)を生成するよう前記X線源(104、204)に指示することであって、前記CTスキャンの間に前記管電流または前記管電位の少なくとも一方が前記露出制御パラメータの関数である、ことと、
を実行するよう構成される、少なくとも1つの処理ユニット(110、216)と、
を備える、コンピュータ断層撮影(CT)撮像システム(100、200)。
[実施態様2]
前記少なくとも1つの処理ユニット(110、216)は、前記露出制御パラメータを受信し、前記露出制御パラメータに基づいて前記X線ビーム(106、206)を生成するように前記X線源(104、204)に指示するよう構成された自動露出制御(AEC)エンジン(213)を含む、実施態様1に記載のCT撮像システム(100、200)。
[実施態様3]
前記AECエンジン(213)が、前記露出制御パラメータを使用して管電流変調(TCM)プロファイルを決定し、前記TCMプロファイルが、前記X線源(104、204)の異なる角度および長手方向位置に対して前記CTスキャン中に管電流を規定し、前記X線ビーム(106、206)を生成するよう前記X線源(104、204)に指示することが前記TCMプロファイルに従って前記X線ビーム(106、206)を生成するよう前記X線源(104、204)に指示することを含む、実施態様1に記載のCT撮像システム(100、200)。
[実施態様4]
前記露出制御パラメータを決定することが、
前記タスク物体および前記再構成アルゴリズムに基づく少なくとも1つの重み係数を決定することと、
前記少なくとも1つの重み係数および前記タスクベースのIQメトリックを使用して前記露出制御パラメータを計算することと、
を含む、実施態様1に記載のCT撮像システム(100、200)。
[実施態様5]
前記少なくとも1つの処理ユニット(110、216)が、前記X線ビーム(106、206)を生成するように前記X線源(104、204)に指示するよう構成される自動露出制御(AEC)エンジン(213)を含み、前記露出制御パラメータが、画像ノイズまたは放射線量パラメータの少なくとも一方に対して指定された関係を有し、前記方法はさらに、前記露出制御パラメータを、前記AECエンジン(213)によって受信されるように構成される異なる露出制御パラメータに変換することを備える、実施態様1に記載のCT撮像システム(100、200)。
[実施態様6]
前記タスクベースのIQメトリックが検出可能性指数を使用して決定され、前記検出可能性指数が、前記CT撮像システム(100、200)の空間解像度(MTF)およびノイズ特性(NPS)ならびに前記タスク物体の空間周波数成分を組み合わせるタスクベースの周波数依存信号対ノイズ比(SNR)メトリックである、実施態様1に記載のCT撮像システム(100、200)。
[実施態様7]
前記IQ基準が、ノイズ標準偏差または基準管電流積の少なくとも一方を含む、実施態様6に記載のCT撮像システム(100、200)。
[実施態様8]
前記タスクベースのIQメトリックを決定するために受信される前記オペレータ入力が、所望の全体的な画質を有する基準画像を含み、前記少なくとも1つの処理ユニット(110、216)が、前記プログラム命令を実行する場合に、前記基準画像を使用して前記タスクベースのIQメトリックを決定するよう構成される、実施態様1に記載のCT撮像システム(100、200)。
[実施態様9]
前記タスクベースのメトリックが、前記臨床タスクに対する前記CT撮像システム(100、200)の変調伝達関数(MTF)と、前記CT撮像システム(100、200)のノイズパワースペクトル(NPS)と、前記臨床タスクに対する前記CT撮像システム(100、200)の周波数成分(W)とに基づく、実施態様8に記載のCT撮像システム(100、200)。
[実施態様10]
方法(300、500)であって、
修正システム特徴およびタスク物体を有する臨床タスクを含むオペレータ入力を受信するステップと、
タスクベースの画質(IQ)メトリックを決定するためのオペレータ入力を受信するステップであって、前記タスクベースのIQメトリックが前記臨床タスクを実行するための画像データの所望の全体的な画質を表し、前記画像データが基準システム特徴を使用して取得され、前記基準システム特徴および前記修正システム特徴が同じタイプの特徴であり、再構成アルゴリズムまたはスキャンパラメータを含む、ステップと、
前記タスク物体、前記修正システム特徴、および前記タスクベースのIQメトリックに基づいて、露出制御パラメータを決定するステップと、
CTスキャンの間に前記X線ビーム(106、206)を生成するよう前記X線源(104、204)に指示するステップであって、前記CTスキャンの間の前記管電流または前記管電位の少なくとも一方が前記露出制御パラメータの関数である、ステップと、
を備える、方法(300、500)。
[実施態様11]
前記露出制御パラメータを決定するステップが、
前記タスク物体および前記再構成アルゴリズムに基づく少なくとも1つの重み係数を決定するステップと、
前記少なくとも1つの重み係数および前記タスクベースのIQメトリックを使用して前記露出制御パラメータを計算するステップと、
を含む、実施態様10に記載の方法(300、500)。
[実施態様12]
前記タスクベースのIQメトリックを決定するために受信される前記オペレータ入力が、所望の全体的な画質を有する数値または基準画像の少なくとも一方を含み、前記露出制御パラメータが、前記タスクベースの品質メトリックと、前記臨床タスクのための前記CT撮像システム(100、200)の変調伝達関数(MTF)と、前記CT撮像システム(100、200)のノイズパワースペクトル(NPS)と、前記臨床タスクのための前記CT撮像システム(100、200)の周波数成分(W)とに基づく、実施態様10に記載の方法(300、500)。
[実施態様13]
前記タスクベースのIQメトリックが第1のCT撮像システム(100、200)によって取得され、前記基準システム特徴が、前記第1のCT撮像システム(100、200)によって使用され、前記修正システム特徴が、第2のCT撮像システム(100、200)によって使用されるように構成され、前記露出制御パラメータを決定するステップが、前記第2のCT撮像システム(100、200)のための前記露出制御パラメータを決定するステップを含む、実施態様10に記載の方法(300、500)。
[実施態様14]
コンピュータ断層撮影(CT)撮像システム(100、200)であって、
X線ビーム(106、206)を発生させながら管電流および管電位で動作するように構成されるX線源(104、204)と、
人(211)の投影データを収集するように構成されるCT検出器(108、208)と、
メモリに記憶されるプログラム命令を実行するように構成される少なくとも1つの処理ユニット(110、216)であって、前記プログラム命令を実行する場合に、前記少なくとも1つの処理ユニット(110、216)が、
タスク物体を有する臨床タスク、基準システム特徴、修正システム特徴、および目標画質(IQ)基準を含むオペレータ入力を受信することであって、前記目標IQ基準が前記基準システム特徴を使用して取得可能な許容可能な画質を表し、前記基準システム特徴および前記修正システム特徴が同じタイプの特徴であり、再構成アルゴリズムまたはスキャンパラメータを含む、ことと、
前記タスク物体、前記基準システム特徴、および前記目標IQ基準に基づいてタスクベースのIQメトリックを決定することと、
前記タスクベースのIQメトリック、前記タスク物体、および前記修正システム特徴に基づいて調整IQ基準を決定することと、
CTスキャン中に前記X線ビーム(106、206)を生成するよう前記X線源(104、204)に指示することであって、前記CTスキャンの間の前記管電流および前記管電位の少なくとも一方が前記調整IQ基準の関数である、ことと、
を実行するよう構成される、少なくとも1つの処理ユニット(110、216)と、
を備える、コンピュータ断層撮影(CT)撮像システム(100、200)。
[実施態様15]
前記少なくとも1つの処理ユニット(110、216)が、前記調整IQ基準を受け取り、前記調整IQ基準に基づいて前記X線ビーム(106、206)を生成するように前記X線源(104、204)に指示するよう構成される自動露出制御(AEC)エンジン(213)を含む、実施態様14に記載のCT撮像システム(100、200)。
[実施態様16]
前記AECエンジン(213)が、前記調整IQ基準を使用して管電流変調(TCM)プロファイルを決定し、前記TCMプロファイルが前記X線源(104、204)の異なる角度位置および長手方向位置に対して前記CTスキャン中にそれぞれの管電流を規定し、前記X線ビーム(106、206)を生成するために前記X線源(104、204)に指示することが、前記TCMプロファイルに従って前記X線ビーム(106、206)を生成するように前記X線源(104、204)に指示することを含む、実施態様15に記載のCT撮像システム(100、200)。
[実施態様17]
前記基準システム特徴および前記修正システム特徴が、(a)異なる再構成アルゴリズムまたは(b)異なる管電位のいずれかである、実施態様14に記載のCT撮像システム(100、200)。
[実施態様18]
前記修正システム特徴の前記再構成アルゴリズムが、反復再構成技術を含む、実施態様17に記載のCT撮像システム(100、200)。
[実施態様19]
前記目標IQ基準が、(a)医用画像内の相対的なノイズ量を表すノイズ指数、(b)所望の画質を有する基準医用画像、(c)管電流−時間積をらせん状ピッチ値で割ったものを表す基準mAs、の少なくとも1つを含む、実施態様14に記載のCT撮像システム(100、200)。
[実施態様20]
前記調整IQ基準が、変調伝達関数(MTF)、ノイズパワースペクトル(NPS)、および周波数成分(W)に基づく、実施態様14に記載のCT撮像システム(100、200)。
102 ガントリ
104 X線源
106 X線ビーム、X線、X線放射線
108 CT検出器
110 少なくとも1つの処理ユニット
200 CT撮像システム
202 ガントリ
204 X線源
206 X線ビーム
207 回転中心
208 CT検出器
209 検出器要素
210 X線コントローラ
211 人
212 ガントリモータコントローラ
213 自動露出制御(AEC)エンジン
214 データ取得システム(DAS)
215 発電機
216 処理ユニット、コンピューティングシステム
218 記憶システム
220 オペレータコンソール
221 入力デバイス
224 画像保管通信システム(PACS)
226 テーブルモータコントローラ
228 電動テーブル
230 画像再構成器
232 ディスプレイ
240 リモートシステム
300 方法
314 第1の動作
315 データベースアレイ
317 データベース
500 方法
515 データベースアレイ
517 データベース
Claims (14)
- コンピュータ断層撮影(CT)撮像システム(100、200)であって、
X線ビーム(106、206)を発生させながら管電流および管電位で動作するように構成されたX線源(104、204)と、
人(211)の投影データを収集するように構成されたCT検出器(108、208)と、
メモリに記憶されたプログラム命令を実行するように構成された少なくとも1つの処理ユニット(110、216)であって、前記プログラム命令を実行する場合、前記少なくとも1つの処理ユニット(110、216)が、
修正システム特徴およびタスク物体を有する臨床タスクを含むオペレータ入力を受信することと、
タスクベースの画質(IQ)メトリックを決定するためのオペレータ入力を受信することであって、前記タスクベースのIQメトリックが前記臨床タスクを実行するための画像データの所望の全体的な画質を表し、前記画像データが基準システム特徴を使用して取得され、前記基準システム特徴および前記修正システム特徴が同じタイプの特徴であり、再構成アルゴリズムまたはスキャンパラメータを含む、ことと、
前記タスク物体、前記修正システム特徴、および前記タスクベースのIQメトリックに基づいて、露出制御パラメータを決定することと、
CTスキャンの間に前記X線ビーム(106、206)を生成するよう前記X線源(104、204)に指示することであって、前記CTスキャンの間に前記管電流または前記管電位の少なくとも一方が前記露出制御パラメータの関数である、ことと、
を実行するよう構成される、少なくとも1つの処理ユニット(110、216)と、
を備える、コンピュータ断層撮影(CT)撮像システム(100、200)。 - 前記少なくとも1つの処理ユニット(110、216)は、前記露出制御パラメータを受信し、前記露出制御パラメータに基づいて前記X線ビーム(106、206)を生成するように前記X線源(104、204)に指示するよう構成された自動露出制御(AEC)エンジン(213)を含む、請求項1に記載のCT撮像システム(100、200)。
- 前記AECエンジン(213)が、前記露出制御パラメータを使用して管電流変調(TCM)プロファイルを決定し、前記TCMプロファイルが、前記X線源(104、204)の異なる角度および長手方向位置に対して前記CTスキャン中に管電流を規定し、前記X線ビーム(106、206)を生成するよう前記X線源(104、204)に指示することが前記TCMプロファイルに従って前記X線ビーム(106、206)を生成するよう前記X線源(104、204)に指示することを含む、請求項1に記載のCT撮像システム(100、200)。
- 前記露出制御パラメータを決定することが、
前記タスク物体および前記再構成アルゴリズムに基づく少なくとも1つの重み係数を決定することと、
前記少なくとも1つの重み係数および前記タスクベースのIQメトリックを使用して前記露出制御パラメータを計算することと、
を含む、請求項1に記載のCT撮像システム(100、200)。 - 前記少なくとも1つの処理ユニット(110、216)が、前記X線ビーム(106、206)を生成するように前記X線源(104、204)に指示するよう構成される自動露出制御(AEC)エンジン(213)を含み、前記露出制御パラメータが、画像ノイズまたは放射線量パラメータの少なくとも一方に対して指定された関係を有し、前記方法はさらに、前記露出制御パラメータを、前記AECエンジン(213)によって受信されるように構成される異なる露出制御パラメータに変換することを備える、請求項1に記載のCT撮像システム(100、200)。
- 前記タスクベースのIQメトリックが検出可能性指数を使用して決定され、前記検出可能性指数が、前記CT撮像システム(100、200)の空間解像度(MTF)およびノイズ特性(NPS)ならびに前記タスク物体の空間周波数成分を組み合わせるタスクベースの周波数依存信号対ノイズ比(SNR)メトリックである、請求項1に記載のCT撮像システム(100、200)。
- 前記IQ基準が、ノイズ標準偏差または基準管電流積の少なくとも一方を含む、請求項6に記載のCT撮像システム(100、200)。
- 前記タスクベースのIQメトリックを決定するために受信される前記オペレータ入力が、所望の全体的な画質を有する基準画像を含み、前記少なくとも1つの処理ユニット(110、216)が、前記プログラム命令を実行する場合に、前記基準画像を使用して前記タスクベースのIQメトリックを決定するよう構成される、請求項1に記載のCT撮像システム(100、200)。
- 前記タスクベースのメトリックが、前記臨床タスクに対する前記CT撮像システム(100、200)の変調伝達関数(MTF)と、前記CT撮像システム(100、200)のノイズパワースペクトル(NPS)と、前記臨床タスクに対する前記CT撮像システム(100、200)の周波数成分(W)とに基づく、請求項8に記載のCT撮像システム(100、200)。
- 方法(300、500)であって、
修正システム特徴およびタスク物体を有する臨床タスクを含むオペレータ入力を受信するステップと、
タスクベースの画質(IQ)メトリックを決定するためのオペレータ入力を受信するステップであって、前記タスクベースのIQメトリックが前記臨床タスクを実行するための画像データの所望の全体的な画質を表し、前記画像データが基準システム特徴を使用して取得され、前記基準システム特徴および前記修正システム特徴が同じタイプの特徴であり、再構成アルゴリズムまたはスキャンパラメータを含む、ステップと、
前記タスク物体、前記修正システム特徴、および前記タスクベースのIQメトリックに基づいて、露出制御パラメータを決定するステップと、
CTスキャンの間に前記X線ビーム(106、206)を生成するよう前記X線源(104、204)に指示するステップであって、前記CTスキャンの間の前記管電流または前記管電位の少なくとも一方が前記露出制御パラメータの関数である、ステップと、
を備える、方法(300、500)。 - 前記露出制御パラメータを決定するステップが、
前記タスク物体および前記再構成アルゴリズムに基づく少なくとも1つの重み係数を決定するステップと、
前記少なくとも1つの重み係数および前記タスクベースのIQメトリックを使用して前記露出制御パラメータを計算するステップと、
を含む、請求項10に記載の方法(300、500)。 - 前記タスクベースのIQメトリックを決定するために受信される前記オペレータ入力が、所望の全体的な画質を有する数値または基準画像の少なくとも一方を含み、前記露出制御パラメータが、前記タスクベースの品質メトリックと、前記臨床タスクのための前記CT撮像システム(100、200)の変調伝達関数(MTF)と、前記CT撮像システム(100、200)のノイズパワースペクトル(NPS)と、前記臨床タスクのための前記CT撮像システム(100、200)の周波数成分(W)とに基づく、請求項10に記載の方法(300、500)。
- 前記タスクベースのIQメトリックが第1のCT撮像システム(100、200)によって取得され、前記基準システム特徴が、前記第1のCT撮像システム(100、200)によって使用され、前記修正システム特徴が、第2のCT撮像システム(100、200)によって使用されるように構成され、前記露出制御パラメータを決定するステップが、前記第2のCT撮像システム(100、200)のための前記露出制御パラメータを決定するステップを含む、請求項10に記載の方法(300、500)。
- コンピュータ断層撮影(CT)撮像システム(100、200)であって、
X線ビーム(106、206)を発生させながら管電流および管電位で動作するように構成されるX線源(104、204)と、
人(211)の投影データを収集するように構成されるCT検出器(108、208)と、
メモリに記憶されるプログラム命令を実行するように構成される少なくとも1つの処理ユニット(110、216)であって、前記プログラム命令を実行する場合に、前記少なくとも1つの処理ユニット(110、216)が、
タスク物体を有する臨床タスク、基準システム特徴、修正システム特徴、および目標画質(IQ)基準を含むオペレータ入力を受信することであって、前記目標IQ基準が前記基準システム特徴を使用して取得可能な許容可能な画質を表し、前記基準システム特徴および前記修正システム特徴が同じタイプの特徴であり、再構成アルゴリズムまたはスキャンパラメータを含む、ことと、
前記タスク物体、前記基準システム特徴、および前記目標IQ基準に基づいてタスクベースのIQメトリックを決定することと、
前記タスクベースのIQメトリック、前記タスク物体、および前記修正システム特徴に基づいて調整IQ基準を決定することと、
CTスキャン中に前記X線ビーム(106、206)を生成するよう前記X線源(104、204)に指示することであって、前記CTスキャンの間の前記管電流および前記管電位の少なくとも一方が前記調整IQ基準の関数である、ことと、
を実行するよう構成される、少なくとも1つの処理ユニット(110、216)と、
を備える、コンピュータ断層撮影(CT)撮像システム(100、200)。
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