JP2020501684A - コリメーション誤りの視覚化 - Google Patents

Abstract

Ｘ線撮像システムの視野は、関心のある解剖学的情報が脱漏されないことを確実にするために適切に設定されるべきである。特に、Ｘ線システムのオペレータは、正しい解剖学的組織が画像化されたと確信するまで、患者がＸ線撮像システムを離れることを許可しないことを確実にすることが必要である。本出願は、Ｘ線撮像システムの誤った構成によって引き起こされた視野境界誤りの視覚化を可能にする技法を論じる。オプションとして、境界誤りは、システムコンソールのユーザディスプレイに、又はＸ線システム内の患者に視野誤りを投影することによって表示される。このようにして、システムのオペレータは、境界誤りの存在を警告され、必要に応じて新しいＸ線照射を行うことができる。

Description

本発明は、一般に、Ｘ線撮像システムにおけるユーザフィードバックに関し、より詳細には、Ｘ線システムのためのディスプレイユニット、ディスプレイユニットを組み込んだＸ線撮像システム、Ｘ線画像データにおける境界誤りを識別する方法、コンピュータプログラム要素、及びコンピュータ可読媒体に関する。

Ｘ線撮影照射のための視野（ＦＯＶ）の設定は、訓練を受けたＸ線技師の注意を必要とする複雑な作業である。視野を設定するときに犯されたミス、例えばコリメーション誤りは、臓器がＸ線データに含まれることが望まれる場合でさえ、そのような臓器の末端をＸ線画像データから脱漏させることがある。そのような状況では、Ｘ線画像を撮り直すことが必要とされる。多くの場合、そのような状況では、もう一度照射を行うために撮像が行われた病院に患者を呼び戻されなければならない。

“Ｔｈｅ ａｒｔ ｏｆ ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ： Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ ａｎｄ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ Ａｃｃｉｄｅｎｔ ａｎｄ Ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ａｎｄ Ｇｅｎｅｒａｌ ｒａｄｉｏｌｏｇｙ ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔｓ ａｔ ａ ｄｉｓｔｒｉｃｔ ｇｅｎｅｒａｌ ｈｏｓｐｉｔａｌ ｕｓｉｎｇ ｃｕｓｔｏｍｉｚｅｄ ａｎｄ ｓｔａｎｄａｒｄｉｚｅｄ ｒｅｊｅｃｔ ｃｒｉｔｅｒｉａ ｏｖｅｒ ａ ｔｈｒｅｅ−ｙｅａｒ ｐｅｒｉｏｄ”，Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ（２０１４），Ｅｌｓｅｖｉｅｒ，ｈｔｔｐ：／／ｄｘ．ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．１０１６／ｊ．ｒａｄｉ．２０１４．１２．００３と題するＴａｙｌｏｒ，Ｎによる論文は、不完全なＸ線撮影照射の問題を論じている。

第１の態様によれば、Ｘ線システムのためのディスプレイユニットが提供される。ディスプレイユニットは、データ通信インタフェースと、処理ユニットと、投影ユニットを含む表示出力ユニットとを備える。

データ通信インタフェースは、Ｘ線撮像装置を使用して、対象者の関心領域の第１の部分の第１のＸ線画像データを得るように構成され、第１のＸ線画像データは、初期視野状態に設定された調節可能な視野を有するＸ線撮像装置を使用して得られる。

処理ユニットは、第１のＸ線画像データにおける境界誤りを識別するために第１のＸ線画像データを分析し、第１のＸ線画像データの分析に基づいて、第１のＸ線画像データに隣接する境界誤り領域を規定し、規定された境界誤り領域に基づいて、境界誤り指示を生成するように構成される。

表示出力ユニットは、投影ユニットを使用して、境界誤り指示を対象者の関心領域の第２の部分に投影することによって、境界誤り指示をユーザに表示するように構成される。

それゆえに、不十分な画像品質が理由で、さらなるＸ線照射が必要とされることを、Ｘ線撮像装置のユーザに直接示すことが可能である。脱漏された区域をユーザに表示して、デバイスの再設定を容易にすることができる。

一例によれば、Ｘ線システムのためのディスプレイユニットが提供される。ディスプレイユニットは、データ通信インタフェースと、処理ユニットと、表示出力ユニットとを備える。

データ通信インタフェースは、Ｘ線撮像装置を使用して、対象者の関心領域の第１の部分の第１のＸ線画像データを得るように構成され、第１のＸ線画像データは、初期視野状態に設定された調節可能な視野を有するＸ線撮像装置を使用して得られる。

処理ユニットは、第１のＸ線画像データにおける境界誤りを識別するために第１のＸ線画像データを分析し、第１のＸ線画像データの分析に基づいて、第１のＸ線画像データに隣接する境界誤り領域を規定し、規定された境界誤り領域に基づいて、境界誤り指示を生成するように構成される。

表示出力ユニットは、境界誤り指示をユーザに表示するように構成される。

オプションとして、表示出力ユニットは、ユーザインタフェースディスプレイユニットをさらに備える。ユーザインタフェースディスプレイユニットは、ユーザインタフェースディスプレイユニットに境界誤り指示を表示するようにさらに構成される。

それゆえに、境界誤り領域は、例えば、デジタルＸ線マシンのスクリーン上でユーザに明確に表示され得る。

オプションとして、処理ユニットは、境界誤り指示を第１のＸ線画像データと組み合わせて、注釈付きの第１のＸ線画像データを形成するようにさらに構成され、表示出力ユニットは、注釈付きの第１のＸ線画像データをユーザインタフェースディスプレイユニットに表示することによって、ユーザに境界誤り指示を表示するようにさらに構成される。

それゆえに、注釈付きＸ線画像データがエクスポートされ、Ｘ線撮像装置に物理的に配置されていない、注釈付きＸ線画像データのユーザは、境界誤りを識別できるようになる。

オプションとして、ディスプレイユニットは、投影ユニットをさらに備える。表示出力ユニットは、投影ユニットを使用して、対象者の関心領域の第２の部分に境界誤り指示を投影するようにさらに構成される。

それゆえに、境界誤り領域は、システム利用者が見落としがたいやり方で患者の関心領域に直接投影される。これは、是正処置（新しいＸ線画像の撮影など）が行われる前にユーザがＸ線室を離れる可能性を低減する。

オプションとして、処理ユニットは、更新視野状態を計算し、（ｉ）更新された視野指示を対象者の関心領域の第３の部分に投影すること、及び／又は（ｉｉ）更新された視野指示をユーザインタフェースディスプレイユニットに表示することによって、更新された視野指示を表示するようにさらに構成される。

オプションとして、投影ユニットはデジタル投影ユニットを備える。境界誤り指示は、デジタル投影ユニットを使用して、対象者の関心領域の第２の部分に投影される。

デジタル投影ユニットは、多くの異なる形状を有する境界誤り領域の指示を提供する。

オプションとして、投影ユニットは、処理ユニットに動作可能に結合され、関心領域に向けられた光源の光路の周辺の上に少なくとも部分的に延びるように設定可能な光フィルタ要素をさらに備える。

処理ユニットは、境界誤り指示に基づいて、Ｘ線源の内部に配置された光源の光路の周辺の上に少なくとも部分的に延びるように光フィルタ要素を設定し、照明信号を送ってＸ線源の内部の光源を明るくするようにさらに構成される。

それゆえに、多くのＸ線マシンの既存の光照明機構は、視野の設定の際に周辺誤りを強調表示するように構成することができる。

オプションとして、境界誤り指示及び／又は更新された視野指示は、（ｉ）色付き矩形指示、（ｉｉ）第１及び／又は第２のＸ線画像データと比較してより低い又はより高い輝度を有する領域、（ｉｉｉ）フラッシング指示、（ｉｖ）カットオフ領域の指示をオプションとして含む解剖学的特徴の輪郭のうちの１つ又は複数を使用して、ユーザインタフェースに、及び／又は対象者の関心領域の一部分に表示される。

オプションとして、処理ユニットは、第１のＸ線画像データの一部分を解剖学的モデル及び／又は確率解剖学的アトラスと比較することによって第１のＸ線画像データを分析するように構成される。

第２の態様によれば、Ｘ線源と、Ｘ線検出器と、第１の態様又はそのオプションの実施形態によるディスプレイユニットとを備えるＸ線撮像システムが提供される。

Ｘ線源は、初期視野状態で、対象者の関心領域をＸ線放射線で照明するように構成され、Ｘ線検出器は、対象者の関心領域の第１の部分の第１のＸ線画像データを受け取るように構成される。

ディスプレイユニットは、第１のＸ線画像データの境界誤り指示をユーザに表示するように構成される。

第３の態様によれば、Ｘ線画像データにおける境界誤りを識別するための方法が提供される。この方法は、
ａ）Ｘ線撮像装置を使用して、対象者の関心領域の第１の部分の第１のＸ線画像データを得るステップであって、第１のＸ線画像データが、初期視野状態に設定された調節可能視野を有するＸ線撮像装置を使用して得られる、ステップと、
ｂ）第１のＸ線画像データにおける境界誤りを識別するために第１のＸ線画像データを分析するステップと、
ｃ）第１のＸ線画像データの分析に基づいて、第１のＸ線画像データに隣接する境界誤り領域を規定するステップと、
ｄ）境界誤り領域に基づいて、境界誤り指示を生成するステップと、
ｅ）ユーザに境界誤り指示を表示するステップと
を有し、
境界誤り指示をユーザに表示するステップは、
ｅ４）境界誤り指示を対象者の関心領域の第２の部分に投影するステップ
をさらに有する。

オプションとして、境界誤り指示をユーザに表示するステップは、
ｅ１）境界誤り指示をＸ線撮像システムのユーザインタフェースディスプレイに表示するステップ
をさらに有する。

一例によれば、Ｘ線画像データにおける境界誤りを識別するための方法が提供され、この方法は、
ａ）Ｘ線撮像装置を使用して、対象者の関心領域の第１の部分の第１のＸ線画像データを得るステップであって、第１のＸ線画像データが、初期視野状態に設定された調節可能視野を有するＸ線撮像装置を使用して得られる、ステップと、
ｂ）第１のＸ線画像データにおける境界誤りを識別するために第１のＸ線画像データを分析するステップと、
ｃ）第１のＸ線画像データの分析に基づいて、第１のＸ線画像データに隣接する境界誤り領域を規定するステップと、
ｄ）境界誤り領域に基づいて、境界誤り指示を生成するステップと、
ｅ）ユーザに境界誤り指示を表示するステップと
を有する。

第４の態様によれば、第１の態様に記載の処理ユニット及び／又はシステムを制御するためのコンピュータプログラム要素が提供され、コンピュータプログラム要素は、コンピュータプログラム要素がプロセッサ及び／又はシステムによって実行されると、第３の態様の方法を実行するように構成される。

第５の態様によれば、第４の態様のコンピュータプログラム要素を格納したコンピュータ可読媒体が提供される。

以下の明細書において、「Ｘ線画像データ」という用語は、ピクセルのアレイを含むデータ構造を指し、各ピクセルは、Ｘ線が患者の関心領域を通って横断した後特定のピクセルにおける受け取られたＸ線の強度を表す。２次元画像に組み立てられると、強度値は、各ピクセル場所でのＸ線吸収の積分を表す付加的画像（ａｄｄｉｔｉｖｅ ｉｍａｇｅ）を提供する。

以下の明細書において、「Ｘ線源」という用語は、例えば回転陽極Ｘ線管を含むＸ線源を指す。これは、画像化されるべき患者の関心領域に向かってＸ線放射線を放出する。Ｘ線放射線は、関心領域で患者を横切り、Ｘ線撮像システムの一部であるとも考えられるＸ線検出器によって受け取られる。Ｘ線撮像装置は、例えば、調節可能なコリメータ構成、調節可能なパン又はチルトサーボモータ、調節可能な高さ又はｘ−ｙ座標設定などの自動的に設定可能な視野パラメータを含む。加えて、Ｘ線検出器は、垂直又は水平に平行移動される。

以下の明細書において、「視野」という用語は、Ｘ線撮像装置が一般的な照射の間に捕捉する関心領域の一部分を指す。視野は、一般的に、Ｘ線検出器及び／又は患者からのＸ線撮像装置の距離と、Ｘ線検出器の開口のサイズとによって規定される。視野はｘ−ｚ面においてＸ線撮像装置を移動させることによって関心領域の端から端まで平行移動される。視野は、さらに、Ｘ線撮像装置をパン又はチルトすることによって変えられる。視野は、Ｘ線源の１つ又は複数のコリメータシャッタを調節することによってトリミング又は拡大される。それゆえに、Ｘ線撮像装置の視野を調節する多くのやり方があることが理解されよう。

以下の明細書において、「解剖学的モデル」という用語は、コンピュータなどの処理手段において一般に格納及び実行されるデータ構造を指す。解剖学的モデルは、患者の通常の解剖学的特徴の場所及び形状を規定する情報を含む。典型的な解剖学的モデルは、一般的な患者の体の部分を定義する。解剖学的モデルは、例えば、肺、肋骨、脊柱などの構造の表現と、特定の解剖学的要素が特定の位置に存在する可能性とを含む。解剖学的モデルは、臓器の画像の不完全な部分から解剖学的要素を識別できるように設計される。

「境界誤り領域」という用語は、Ｘ線画像データにおける非解剖学的領域を規定する。視野の誤ったコリメーションのこの場合には、境界誤り領域はトリミングされたように見えることが理解されよう。例えば、肺葉の最も左側又は最も右側の部分が、Ｘ線画像データから欠けることがある。しかしながら、不十分なパン又はチルト設定が理由で誤って設定された視野のこの場合には、境界誤り領域は、存在するが例えば「台形形状」に歪められた解剖学的要素によって規定される。言い換えれば、Ｘ線画像データの境界誤り領域は、患者の解剖学的組織の忠実な又は正確な再現ではない画像の区域を規定する。

「境界誤り指示」という用語は、第１のＸ線照射が実行された後、医療専門家に患者の境界誤り領域の場所を警告することができる指示を定義する。これを達成する１つのやり方は、表示されたＸ線画像データの属性を変更することによって境界誤りの存在を強調表示することである。例えば、境界誤り領域が、ユーザインタフェーススクリーンにおいて矩形で囲まれるか又は異なる色で陰影をつけられる。代替として、境界誤り領域は、患者の関心領域に直接投影される。

したがって、第１のＸ線照射が行われた直ぐ後に、視野の誤った設定から生じた問題領域の場所を直接強調表示することが、本明細書の基本的な考えである。これは、第１に、視野誤りがあることをＸ線撮像装置のユーザに強調表示し、第２に、ユーザにフィードバックを与えてＸ線撮像装置の視野を迅速に再設定できるようにする。

本出願は、後前方向ビュー（ｐｏｓｔｅｒｉｏｒ−ａｎｔｅｒｉｏｒ ｖｉｅｗ）に基づく肺撮像に関して概念を論じているが、本明細書で論じる技法は、初期のＸ線画像に欠けた境界要素がある場合はいつでもＸ線撮影に広い適用範囲を有していることが理解されよう。

以下の図面を参照して例示的な実施形態を説明する。

Ｘ線照射中に初期視野を構成するときの段階を示す図である。 Ｘ線照射中に初期視野を構成するときの段階を示す図である。 Ｘ線照射中に初期視野を構成するときの段階を示す図である。 Ｘ線システムを示す図である。 第１の態様によるディスプレイユニットを示す図である。 Ｘ線コリメーションプロセスを示す図である。 光フィルタを使用したディスプレイユニットの概略図である。 第３の態様による方法を示す図である。

胸部Ｘ線撮影は、最も一般に行われている臨床撮像検査であり、胸部解剖学的組織の多くの疾病の検出及び診断に重要な役割を果たしている。取得されたＸ線画像データの画像品質は、適切な解剖学的組織の視野（ＦＯＶ）内への包含、ＦＯＶ内の関心構造のコントラスト、及びＸ線撮像装置に対する患者の胸腔の位置付けなどの広範囲の要因に依存する。

デジタルＸ線システムにおいて照射のために視野（ＦＯＶ）を設定する作業は、従来、Ｘ線技師によって行われている。患者は、最初に、Ｘ線検出器の前の関心領域に位置づけられる。次いで、Ｘ線装置の管ヘッドの内部から照らし、Ｘ線放射線パターンの範囲と一致する可視光を使用して、視野を患者の体に投影する。例えば、最初に、管ヘッドの高さを変更し、次いで、検出器を含む「ブッキー」の高さを変更し、最後に、コリメータ開口を調節する。

図１は、臨床Ｘ線撮影において最も一般的な投影形状のうちの１つ、すなわち、胸部の後前方向ビューで検査されている患者を示す。図１において、Ｘ線源は、Ｘ線ビームが胸部の後部を通って入り、胸部の前部から出て、その後、Ｘ線検出器に到達するように位置づけられている。

図１ａ）は、Ｘ線源の高さ１０を調節するオペレータを示す。図１ｂ）は、Ｘ線検出器を含む「ブッキー」の高さ１２を調節するオペレータを示す。図１ｃ）は、特定のコリメーション状態での視野を表す可視光コリメーションパターン１４の投影を示す。コリメーションパターンは、Ｘ線照射が進行中であるときのＸ線照射のパターンに対応する。一般に、コリメーションパターン１４は、Ｘ線源制御装置１８のアイテムにおける制御部１６ａ、１６ｂを使用して精緻化される。コリメーションパターンの変更により、システムの視野が拡大又は縮小される。

臨床ルーチンにおいて、画像品質を決定する態様は、ある程度、システムオペレータの技能によって決まる。予め定められた最低品質標準を保証し、潜在的な誤りの共通原因を最小化できるようにすることを目的に、標準操作手順が医療機関によって確立されているが、視野誤りを引き起こす機会は依然として存在する。

Ｘ線装置の視野の設定は、オペレータの作業の重要な部分であるが、誤りを起こしやすい作業でもある。よくある事態は「カットオフ」である。これは、視野の設定時の誤りに関連し、それによって、関心のある解剖学的組織の一部が、誤って、Ｘ線画像内に含まれない。カットオフは、最も一般的な誤りのうちの１つであり、一般に、Ｘ線画像全体の撮り直しを必要とする。

通常、完全な後前方向肺画像を得るために、カットオフ照射は廃棄される必要がある。その都度、全く新しい照射を行う必要がある。これにより、Ｘ線設備の時間が無駄にされる。また、これにより、患者は、画像が一回撮りで正しく撮影された場合と比較して、必要とされる線量の少なくとも２倍を受けることになる。したがって、視野誤りに応えてそのような余分な線量を減らすための手法が必要とされる。

図２は、Ｘ線撮像システム１８を示す。Ｘ線撮像システムは、制御装置２０と、検出アセンブリ２２と、Ｘ線撮像線源アセンブリ２４とを含む。患者は、一般に、Ｘ線源アセンブリ２４と検出アセンブリ２２との間の関心領域２６に立っている。

図２は、後前方向位置の患者を示している。Ｘ線撮像線源アセンブリ２４は、Ｘ線撮像スイートの天井レール３０から吊されるように構成された天井設置型ドリー２８を含む。

Ｘ線撮像線源アセンブリ２４は、一般に、天井レール３０で支持され、天井レール３０は、患者に向かうような又は患者から離れるようなＸ線源の平行移動（ＹＳ）を可能にする。Ｘ線撮像線源は、支持部材３２によってレールから吊され、支持部材３２は、上下方向に（床に向かうように及び床から離れるように、ＺＳ軸）移動可能であり、さらに、支持部材の軸のまわりに回転可能である（βＳ）。

Ｘ線撮像線源アセンブリ３４は、支持部材３２から吊され、関心領域２６に向かってＸ線放射線を放出するように構成されたＸ線源３６と、関心領域２６に向かって可視光を放出するように構成された可視光源３８とを含むエンクロージャを含む。

Ｘ線源３６は、例えば、回転陽極Ｘ線管である。可視光源３８は、一般に、白色光又はＬＥＤライトとして設けられる。コリメーション要素Ｃは、関心領域２６と、Ｘ線源３６及び可視光源３８との間に配置される。

コリメーション要素Ｃは、Ｘ線ビームの外縁を成形するように構成される。簡単なコリメータは、Ｘ線撮像装置の開口を徐々に覆うように構成されたシャッタを含む。より精巧なコリメーション要素は、互いに直交平面関係で配置され、視野のサイズを変えることができる２つのシャッタを含む。より複雑なコリメーション構成は、三角、四角、又は「絞り」コリメータシャッタ構成を含む。

それゆえに、コリメーション要素Ｃは、Ｘ線放射線パターンと可視光放射パターンの両方の視野の外側範囲の規定を容易にする。Ｘ線撮像線源は角度αＳだけ傾けることができることにも留意されたい。Ｘ線撮像構成全体は、さらに、図面に示すようにＸＳ次元により横方向に（図２において、ページに入る方向に又はページから出る方向に）平行移動される。

したがって、図２に示したＸ線撮像システムにおいて、関心領域の視野は、１つ又は複数のコリメータ要素Ｃを操作することによって調節される。代替として又は追加として、Ｘ線撮像ヘッドをＹＳ方向に前進又は後退させることによって視野のサイズを変更することが可能である。視野は、ＺＳ次元及びＸＳ次元を調節することによって平行移動される。最後に、視野は、Ｘ線撮像構成をパン又はチルトすること（ＢＳ、ＡＳ）によって再成形される。

前記のコリメータ及び位置設定を含む視野状態は、可視光源３８を使用して患者を照明しながらオペレータによって選ばれる。関心領域の満足な範囲が用意された後、Ｘ線源が起動され、検出器要素４０が関心領域３６に関するＸ線情報を受け取る。これは、データリンク４２を介して制御装置２０に送信される。オペレータは、露光されたＸ線画像をモニタ４４などの出力デバイスで観察する。

このように、従来のＸ線撮像システム１８を説明した。視野は、例えば、コリメータ又はＸ線撮像線源位置を設定するために自動サーボモータを使用して制御されてもよいことが理解されよう。

図２に示したものと同様のシステムに生じる特定の課題は、患者とのコミュニケーションを管理することにある。オペレータコンソール４４は、多くの場合、患者とは異なる部屋に置かれるので、オペレータの注意に対する矛盾する要求がある可能性がある。一般に、オペレータは、画像を改善するために行うべき移動について患者に知らせるために場所を移動しなければならない。

一般に、本出願は、患者とのコミュニケーションの問題を軽減する。最初に、境界誤りを被っている表示されたＸ線画像データの周囲に色付きインジケータを使用して境界誤りを示すために、システムコンソール（ユーザインタフェース）において、Ｘ線情報に注釈を付けることが提案される。これは、Ｘ線データ中のＦＯＶ誤りの存在に関して簡単で、直観的で、迅速なフィードバックを提供する。

検出されたＦＯＶ誤りを患者の関心領域に投影できるようにするためにＸ線スキャナの光ガイドを強化することも提案される。それにより、オペレータは、撮像室に患者を一人で残す必要なしに、ＦＯＶ誤りを観察し、ＦＯＶ誤りを修正することができる。

第１の態様によれば、Ｘ線システムのためのディスプレイユニット５０が提供される。ディスプレイユニット５０は、データ通信インタフェース５２と、処理ユニット５４と、表示出力ユニット５６とを含む。

データ通信インタフェース５２は、Ｘ線撮像装置を使用して対象者の関心領域の第１の部分の第１のＸ線画像データを得るように構成され、第１のＸ線画像データは、初期視野状態に設定された調節可能な視野を有するＸ線撮像装置を使用して得られる。

処理ユニット５４は、第１のＸ線画像データにおける境界誤りを識別するために第１のＸ線画像データを分析し、第１のＸ線画像データの分析に基づいて第１のＸ線画像データに隣接する境界誤り領域を規定し、規定された境界誤り領域に基づいて境界誤り指示を生成するように構成される。

表示出力ユニット５６は、境界誤り指示をユーザに表示するように構成される。

それゆえに、不十分な画像品質が理由で、さらなるＸ線照射が必要とされることを、Ｘ線撮像装置のユーザ５８に直接示すことが可能である。脱漏された区域は、ユーザインタフェース（例えば、システムコンソールの）で、又は患者の関心領域で、又は両方でユーザに明確に表示される。これは、視野の再設定を容易にする。

一般に、データ通信インタフェース５２は、例えば、ＬＡＮ又はＷＡＮネットワーク接続、又はＰＡＣＳなどの特定の医療機器通信標準インタフェースを含む。データ通信インタフェース５２は、第１のＸ線画像データを、例えば、Ｘ線取得システムの検出器要素４０から得ることができるようにする。

処理ユニット５４は、オプションとして、第１のＸ線画像データをフォーマットするために様々な前処理演算を実行する。第１のＸ線画像データは、画像としてフォーマットされると、胸郭境界、肺境界などのような解剖学的情報を含む。処理ユニットは、第１のＸ線画像データにおける境界誤りを識別するために第１のＸ線画像データを分析するように構成される。境界誤りは、初期視野状態が第１のＸ線画像取得に対して誤って設定された結果である。例えば、Ｘ線撮像線源３４は、不適切に傾けられるか、又は誤ってコリメートされることがある。境界誤りは、第１のＸ線画像データにおいて非解剖学的特徴として現われる。例えば、第１のＸ線画像データにおける肺機構のエッジのカットオフビューは、第１のＸ線画像データにおいて、滑らかな輪郭のエッジを有し、そのエッジは視野のエッジで突然中断される。

そのような非解剖学的特徴は、オプションとして、例えば、第１のＸ線画像におけるエッジ検出を使用し、次いで、検出されたエッジにスプライン補間アルゴリズムを適用することによって、又は検出されたエッジに沿った空間変化率をモニタすることによって、検出可能である。事前設定された閾値よりも大きいエッジに沿った検出された変化率は、非解剖学的特徴が存在することを示している。

オプションとして、第１のＸ線画像の視野内で検出された特徴は、第１のＸ線画像データにおける特徴が初期視野状態の誤り（例えば、Ｘ線源の不適切なコリメーションによって引き起こされた）が理由で不完全である場合でさえ、一致され得る。

この手法は、不完全な画像が提供されたとき、第１のＸ線画像の視野の信頼でき確固とした推定を保証する。解剖学的アトラス手法は、探している解剖学的組織のいくつかの要素が第１のＸ線画像データにない場合でさえ、選択された解剖学的組織（肺野境界の検出など）又はその一部の識別を可能にする。

オプションとして、第１のＸ線画像を解剖学的モデル（例えば、確率アトラス）と比較すると、初期視野状態での欠損を識別し、オプションとして、改善された提案する視野を規定することができる。確率アトラスは、オプションとして、完全な視野を符号化する基準座標系として使用される。次いで、部分的に欠けている可能性がある第１のＸ線画像データの特徴が、確率アトラス内の要素に一致される。この手法は、「カットオフ」画像が提供されたときに画像視野の信頼でき確固とした推定を保証し、例えば、初期視野状態を、コリメータを再設定するために使用される更新視野状態と比較するのを可能にする。

オプションとして、更新視野状態を使用する第２の画像取得は、第１のＸ線画像データから欠けている解剖学的データを部分的に組み込むか又はそれのみを含む第２のＸ線情報の取得を可能にする。

それゆえに、第１のＸ線画像のエッジの境界誤り領域は、第１のＸ線画像データと解剖学的モデルとの比較に基づいて導き出される。境界誤り領域は、例えば、有用な解剖学的情報が欠けている画像の一部か、又は有用な解剖学的情報が欠けている画像の隣の一部を表す。例えば、境界誤り領域は、肺葉が第１の画像データ内でカットオフされている場所を規定する。

一例では、境界誤り領域は、プロセッサが、第１のＸ線画像データにしっかりとは一致していない解剖学的モデル又は確率アトラスにおける区域のまわりに矩形の「境界ボックス」をフィットさせることによって提供される。境界ボックスの座標は、視野の座標に置き換えられる。次いで、更新された視野パラメータが、オプションとして、境界ボックスの座標から生成され、第２のＸ線照射においてＸ線源のコリメータ設定を変更するために使用される。

第１のＸ線画像データにおける境界誤り領域の検出の後、境界誤り領域は表示出力ユニット５６によって視覚化される。

使用時に、患者は、図２に示したものと同様のＸ線撮像システムに導かれるが、Ｘ線撮像システムは、追加として、ディスプレイユニット５０を備えている。第１のＸ線画像露光が、初期視野設定で行われ、ディスプレイユニット５０に伝達される。次いで、ディスプレイユニット５０は、第１のＸ線画像データを分析しＸ線撮像システムにおける誤った視野設定によって引き起こされた境界誤りを識別し、境界誤り領域を決定する。次いで、ディスプレイユニットは、境界誤り領域を、Ｘ線撮像システムのユーザインタフェース（システムコンソール）に表示することによって、患者の関心領域の一部分の上に投影することによって、又は両方によって表示する。これにより、Ｘ線撮像システムのオペレータが是正処置を行うことができ、誤った視野設定によるＸ線画像が得られた場合に患者がＸ線撮像システムから離れないことが確実にされる。

オプションとして、表示出力ユニットは、ユーザインタフェースディスプレイユニットをさらに含む。ユーザインタフェースディスプレイユニットは、ユーザインタフェースディスプレイユニットに境界誤り指示を表示するようにさらに構成される。

それゆえに、境界誤り領域は、例えば、デジタルＸ線マシンのスクリーン上でユーザに明確に表示される。

オプションとして、処理ユニットは、境界誤り指示を第１のＸ線画像データと組み合わせて注釈付きの第１のＸ線画像データを形成するようにさらに構成され、表示出力ユニットは、注釈付きの第１のＸ線画像データをユーザインタフェースディスプレイユニットに表示することによってユーザに境界誤り指示を表示するようにさらに構成される。

処理ユニット５４は、オプションとして、第１のＸ線画像データと、境界誤り領域の座標とから、ＬＣＤ又はＯＬＥＤスクリーンなどのユーザインタフェースディスプレイユニットに表示される出力表示画像データを生成するようにさらに構成される。境界誤り領域は、オプションとして、例えば、第１のＸ線画像データへの半透明オーバーレイとして表示される。代替として、境界誤り領域は、オプションとして、例えば、第１のＸ線画像データにソリッドマーカ又はカーソルとして表示される。オプションとして、境界誤り領域は、関心のある全部の解剖学的組織を含めるには、コリメータが画像の左又は右にどの距離（例えば、センチメートル単位で）を調節されなければならないかの英数字指示として表示される。

表示出力ユニット５６の代替又は追加の実施形態では、境界誤り領域は、患者がＸ線撮像システムの視野内になおも立っている間、患者の関心領域に投影される。理想的には、患者は、撮像プロセスの間同じ位置にとどまる。投影は、例えば、ＬＣＤプロジェクタにより又は色フィルタシャッタ機構により実行される。

オプションとして、１Ｄ色付きラインが、視野の境界で患者の関心領域に投影される。境界誤りがないことは緑色などの第１の色を使用して示され、境界誤りがあることは赤色などの第２の色で示される。

図４は、Ｘ線走査システムの関心の領域内に立っている患者６４を示す。コリメーションコントローラ６０によって設定されたコリメーションパターン６２が、患者６４の背中に投影されている。第１のＸ線画像データ６６の取得に続いて、処理ユニットは、画像６８に示されるように境界誤りの存在を検出する。特に、境界誤り領域７０が規定される。

画像７６に示された第１の出力構成では、境界誤りと一致しない視野のエッジの関心領域（患者の背中）に第１の色（例えば、緑色）を有する３つのラインが投影される。第２の色（例えば、赤色）を有する１つのライン７４が、境界誤りと一致する領域に投影される。

画像８０に示された第２の出力構成では、１つのライン７８のみが、初期ビュー状態が使用されたときに境界誤りと一致する関心領域に投影される。

第３の出力構成では、第１のＸ線画像データから抽出され解剖学的アトラスに一致された患者の解剖学的組織８２のトレースが、患者の関心領域に投影される。第１若しくは第２の構成と組み合わせて、又は単独で、解剖学的組織が視野設定誤りを受けたことが明確に分かる。患者の解剖学的組織のトレースの投影はＬＣＤプロジェクタなどのデジタルプロジュクタを使用して実行されることが好ましいが、ライン７２、７４、７８の投影は、ＬＣＤプロジェクタなどのデジタル投影手段、又は光源の前の可動色フィルタなど「アナログ」手段を使用して達成されることが理解されよう。

オプションとして、処理ユニット５４は、注釈付きＸ線情報を形成するために第１のＸ線画像データを境界誤り領域と組み合わせるように構成される。注釈付きＸ線情報は、処理ユニット５４によってデータ検索システムに伝達される。それゆえに、注釈付きＸ線情報は報告書作成手法に組み込まれて、例えば、境界誤りに関する情報が患者の医療ファイルに提供される。

オプションとして、ディスプレイユニットは、投影ユニットをさらに含む。

表示出力ユニットは、投影ユニットを使用して、対象者の関心領域の第２の部分に境界誤り指示を投影するようにさらに構成される。

それゆえに、境界誤り領域は、システム利用者が見落としがたいやり方で患者の関心領域に直接投影される。これは、是正処置（新しいＸ線画像の撮影などの）が行われる前にユーザがＸ線室を離れる可能性を低減する。

オプションとして、処理ユニットは、更新視野状態を計算し、（ｉ）更新された視野指示を対象者の関心領域の第３の部分に投影すること、及び／又は（ｉｉ）更新された視野指示をユーザインタフェースディスプレイユニットに表示することによって、更新された視野指示を表示するようにさらに構成される。

オプションとして、投影ユニットはデジタル投影ユニットを含む。境界誤り指示は、デジタル投影ユニットを使用して対象者の関心領域の第２の部分に投影される。

オプションとして、処理ユニットは、第１のＸ線画像の輪郭マスクデータを生成するように構成される。オプションとして、これは、第１のＸ線画像データをエッジ検出しセグメント化することによって達成される。輪郭マスクデータは、デジタル投影ユニットを使用して関心領域に投影される。オプションとして、輪郭マスクデータは、境界誤り指示を含む。

それゆえに、デジタル投影ユニットは、オプションとして患者の解剖学的組織を参照した、多くの異なる形状を有する境界誤り領域の指示を提供する。

オプションとして、投影ユニットは、処理ユニットに動作可能に結合され、関心領域に向けられた光源の光路の周辺の上に少なくとも部分的に延びるように設定可能な光フィルタ要素をさらに含む。

処理ユニットは、境界誤り指示に基づいて、Ｘ線源の内部に配置された光源の光路の周辺の上に少なくとも部分的に延びるように光フィルタ要素を作動させ、照明信号を送ってＸ線源の内部の光源を明るくするようにさらに構成される。

それゆえに、多くのＸ線マシンの既存の光照明機構は、視野の設定の際に周辺誤りを強調表示するように構成することができる。

図５は、表示指示を生成するように構成されたＸ線源を示す。Ｘ線源のエンクロージャ８４は、光源８６と、開口９０と、オプションとして反射器８８とを含み、その結果、Ｘ線源エンクロージャは、「ライトボックス」として機能する。簡単にするために、図５は、Ｘ線源を示していないが、ボックスは、例えば、開口９０に向かってＸ線放射線を放出するように構成された回転陽極Ｘ線管をさらに含む。ボックスの開口は、Ｘ線源を出るＸ線又は可視光のビームをコリメートするように作動手段（図示せず）によって設定された複数の高密度（例えば、モリブデン）可動シャッタ９２ａ及び９２ｂによって規定される。可視光フィルタ手段９４ａ及び９４ｂ（フィルタガラス、又はフィルタゲル材料など）は、それぞれ、作動されて、光ビーム９６中に延びるように構成される。作動は、処理手段によって計算された境界誤り領域情報から導き出された信号に基づく。それゆえに、光源８６の自然色を有する領域は、部分９８ａの関心領域に投影され、可視光フィルタ手段の色を有する領域は、部分９８ｂの関心領域に投影される。

オプションとして、境界誤り指示及び／又は更新された視野指示は、（ｉ）色付き矩形指示、（ｉｉ）第１及び／又は第２のＸ線画像データと比較してより低い又はより高い輝度を有する領域、（ｉｉｉ）フラッシング指示、（ｉｖ）カットオフ領域の指示をオプションとして含む解剖学的特徴の輪郭のうちの１つ又は複数を使用して、ユーザインタフェース及び／又は対象者の関心領域の一部分に表示される。

オプションとして、処理ユニットは、第１のＸ線画像データの一部分を解剖学的モデル及び／又は確率解剖学的アトラスと比較することによって第１のＸ線画像データを分析するように構成される。

第２の態様によれば、Ｘ線源と、Ｘ線検出器と、第１の態様又はそのオプションの実施形態によるディスプレイユニットとを含むＸ線撮像システムが提供される。

Ｘ線源は、初期視野状態で、対象者の関心領域をＸ線放射線で照明するように構成され、Ｘ線検出器は、対象者の関心領域の第１の部分の第１のＸ線画像データを受け取るように構成される。

ディスプレイユニットは、第１のＸ線画像データの境界誤り指示をユーザに表示するように構成される。

第３の態様によれば、Ｘ線画像データにおける境界誤りを識別するための方法が提供される。この方法は、
ａ）Ｘ線撮像装置を使用して対象者の関心領域の第１の部分の第１のＸ線画像データを得るステップ１００であり、第１のＸ線画像データが、初期視野状態に設定された調節可能視野を有するＸ線撮像装置を使用して得られる、得るステップ１００と、
ｂ）第１のＸ線画像データにおける境界誤りを識別するために第１のＸ線画像データを分析するステップ１０２と、
ｃ）第１のＸ線画像データの分析に基づいて第１のＸ線画像データに隣接する境界誤り領域を規定するステップ１０４と、
ｄ）境界誤り領域に基づいて境界誤り指示を生成するステップ１０６と、
ｅ）ユーザに境界誤り指示を表示するステップ１０８と
を有する。

オプションとして、境界誤り指示をユーザに表示するステップは、
ｅ１）境界誤り指示をＸ線撮像システムのユーザインタフェースディスプレイに表示するステップ
をさらに有する。

オプションとして、この方法は、
ｅ２）注釈付きの第１のＸ線画像データを形成するために境界誤り指示を第１のＸ線画像データと組み合わせるステップ
をさらに有し、
ｅ３）境界誤り指示をユーザに表示するステップが、注釈付きの第１のＸ線画像データをユーザインタフェースディスプレイに表示するステップをさらに有する。

オプションとして、境界誤り指示をユーザに表示するステップは、
ｅ４）境界誤り指示を対象者の関心領域の第２の部分に投影するステップ
をさらに有する。

オプションとして、境界誤り指示を対象者の関心領域の第２の部分に投影するステップは、
ｅ５）境界誤り指示に基づいてＸ線源の内部に配置された光源の光路中に延びる光フィルタ要素を設定するステップと、
ｅ６）Ｘ線源の内部の光源を明るくするステップと
をさらに有する。

オプションとして、境界誤り指示は、デジタル投影ユニットを使用して対象者の関心領域の第２の部分に投影される。

オプションとして、この方法は、
ｆ）更新視野状態を計算するステップと、
ｇ）更新された視野指示を表示するステップと
をさらに有し、
更新された視野指示が、対象者の関心領域の第３の部分に投影され、及び／又はＸ線撮像システムのユーザインタフェースディスプレイに表示される。

オプションとして、この方法は、
ｈ）第２のＸ線画像を取得するためのコマンドをユーザから受け取るステップと、
ｉ）更新視野状態にＸ線撮像装置の視野を調節するステップと、
ｊ）調節された視野状態で第２のＸ線画像データを取得するステップと
をさらに有する。

オプションとして、この方法は、
ステップｂ）において、第１のＸ線画像データの分析が、第１のＸ線画像データを解剖学的モデルと比較するステップを有すること
をさらに有する。

第４の態様によれば、第１の態様又はその実施形態に従ってディスプレイユニットを制御するためのコンピュータプログラム要素が提供され、コンピュータプログラム要素は、コンピュータプログラム要素が処理ユニットによって実行されると、第３の態様の方法を実行するように構成される。

本発明の第５の態様によれば、第４の態様のコンピュータプログラム要素を格納したコンピュータ可読媒体が提供される。

それゆえに、コンピュータプログラム要素は、コンピュータユニットに格納され、コンピュータユニットも本発明の実施形態の一部である。このコンピューティングユニットは、上述の方法のステップの作業を実行又は誘導するように構成される。

その上、それは、上述の装置の構成要素を動作させるように構成される。コンピューティングユニットは、自動的に動作するように、及び／又はユーザの命令を実行するように構成される。コンピュータプログラムは、データプロセッサのワーキングメモリにロードされる。このようにして、データプロセッサは、本発明の方法を実行するように装備される。

本発明のこの例示的な実施形態は、最初から本発明をインストールしたコンピュータプログラムと、更新によって既存プログラムを本発明を使用するプログラムに変えるコンピュータプログラムの両方を包含する。コンピュータプログラムは、他のハードウェアの一部と一緒に、又は他のハードウェアの一部として供給された光記憶媒体又は固体媒体などの適切な媒体に格納及び／又は配布されてもよいが、さらに、インターネット又は有線若しくは無線通信システムを介してなどの他の形態で配布されてもよい。

しかしながら、プログラムは、さらに、ワールドワイドウェブのようなネットワークを介して提供されてもよく、そのようなネットワークからデータプロセッサのワーキングメモリにダウンロードされてもよい。本発明のさらなる例示的な実施形態によれば、コンピュータプログラム要素をダウンロード可能にするための媒体が提供され、コンピュータプログラム要素は、本発明の先述の実施形態のうちの１つによる方法を実行するように構成される。

本発明の実施形態は様々な主題に関して説明されていることに留意されたい。特に、ある実施形態は方法タイプ請求項に関して説明されているのに対し、他の実施形態はデバイスタイプ請求項に関して説明されている。しかしながら、特に通知しない限り、１つのタイプの主題に属する特徴の任意の組合せに加えて、異なる主題に関連する特徴間の任意の他の組合せも本出願により開示されていると考えられることが、当業者は上述及び以下の説明から分かるであろう。

すべての特徴を組み合わせて、特徴の単純な合計以上の相乗効果を提供することができる。

本発明が、図面及び前述の説明において詳細に図示及び説明されたが、そのような図示及び説明は、例証又は例示であり、限定ではないと考えられるべきである。本発明は、開示された実施形態に限定されない。

開示された実施形態への他の変形は、図面、開示、及び従属請求項の検討から、請求された発明を実施する際に当業者によって理解され達成される。

特許請求の範囲において、「備えている、含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」と言う単語は他の要素又はステップを排除せず、「ａ」又は「ａｎ」という不定冠詞は複数を排除しない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、特許請求の範囲に列挙されているいくつかのアイテムの機能を満たしてもよい。特定の手段が互いに異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組合せを有利に使用できないことを示していない。特許請求の範囲のいかなる参照符号もその範囲を限定するものと解釈されるべきでない。

Claims (13)

1. データ通信インタフェースと、処理ユニットと、投影ユニットを含む表示出力ユニットとを備えるＸ線システムのためのディスプレイユニットであって、
   前記データ通信インタフェースは、Ｘ線撮像装置を使用して、対象者の関心領域の第１の部分の第１のＸ線画像データを得ることであって、前記第１のＸ線画像データは、初期視野状態に設定された調節可能な視野を有するＸ線撮像装置を使用して得られ、
   前記処理ユニットは、前記第１のＸ線画像データにおける境界誤りを識別するために前記第１のＸ線画像データを分析し、前記第１のＸ線画像データの前記分析に基づいて、前記第１のＸ線画像データに隣接する境界誤り領域を規定し、規定された前記境界誤り領域に基づいて、境界誤り指示を生成し、
   前記表示出力ユニットは、前記投影ユニットを使用して、前記境界誤り指示を前記対象者の前記関心領域の第２の部分に投影することによって、前記境界誤り指示をユーザに表示する、
   ディスプレイユニット。
2. 前記表示出力ユニットは、ユーザインタフェースディスプレイユニットをさらに備え、
   前記ユーザインタフェースディスプレイユニットは、前記ユーザインタフェースディスプレイユニットに前記境界誤り指示を表示する、
   請求項１に記載のディスプレイユニット。
3. 前記処理ユニットは、さらに、前記境界誤り指示を前記第１のＸ線画像データと組み合わせて、注釈付きの第１のＸ線画像データを形成し、
   前記表示出力ユニットは、さらに、前記注釈付きの第１のＸ線画像データを前記ユーザインタフェースディスプレイユニットに表示することによって、ユーザに前記境界誤り指示を表示する、
   請求項２に記載のディスプレイユニット。
4. 前記処理ユニットは、さらに、更新視野状態を計算し、（ｉ）更新された視野指示を前記対象者の前記関心領域の第３の部分に投影すること、及び／又は（ｉｉ）前記更新された視野指示を前記ユーザインタフェースディスプレイユニットに表示することによって、前記更新された視野指示を表示する、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載のディスプレイユニット。
5. 前記投影ユニットは、デジタル投影ユニットを備え、前記境界誤り指示は、前記デジタル投影ユニットを使用して、前記対象者の前記関心領域の前記第２の部分に投影される、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載のディスプレイユニット。
6. 前記投影ユニットは、前記処理ユニットに動作可能に結合され、前記関心領域に向けられた光源の光路の周辺の上に少なくとも部分的に延びるように設定可能な光フィルタ要素を備え、
   前記処理ユニットは、さらに、前記境界誤り指示に基づいて、Ｘ線源の内部に配置された前記光源の前記光路の前記周辺の上に少なくとも部分的に延びるように前記光フィルタ要素を設定し、照明信号を送って前記Ｘ線源の内部の前記光源を明るくする、
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載のディスプレイユニット。
7. 前記境界誤り指示及び／又は前記更新された視野指示は、（ｉ）色付き矩形指示、（ｉｉ）前記第１及び／又は第２のＸ線画像データと比較してより低い又はより高い輝度を有する領域、（ｉｉｉ）フラッシング指示、（ｉｖ）カットオフ領域の指示をオプションとして含む解剖学的特徴の輪郭のうちの１つ又は複数を使用して、ユーザインタフェースに、及び／又は前記対象者の前記関心領域の一部分に表示される、
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載のディスプレイユニット。
8. 前記処理ユニットは、前記第１のＸ線画像データの一部分を解剖学的モデル及び／又は確率解剖学的アトラスと比較することによって前記第１のＸ線画像データを分析する、
   請求項１乃至７のいずれか一項に記載のディスプレイユニット。
9. Ｘ線源と、Ｘ線検出器と、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のディスプレイユニットとを備えるＸ線撮像システムであって、
   前記Ｘ線源は、初期視野状態で、対象者の関心領域をＸ線放射線で照明し、
   前記Ｘ線検出器は、前記対象者の前記関心領域の第１の部分の第１のＸ線画像データを受け取り、
   前記ディスプレイユニットは、前記投影ユニットを使用して前記対象者の前記関心領域の第２の部分に境界誤り指示を投影することによって、前記第１のＸ線画像データの境界誤り指示をユーザに表示する、
   Ｘ線撮像システム。
10. Ｘ線画像データにおける境界誤りを識別するための方法であって、前記方法は、
    ａ）Ｘ線撮像装置を使用して、対象者の関心領域の第１の部分の第１のＸ線画像データを得るステップであって、前記第１のＸ線画像データが、初期視野状態に設定された調節可能視野を有するＸ線撮像装置を使用して得られる、ステップと、
    ｂ）前記第１のＸ線画像データにおける境界誤りを識別するために前記第１のＸ線画像データを分析するステップと、
    ｃ）前記第１のＸ線画像データの前記分析に基づいて、前記第１のＸ線画像データに隣接する境界誤り領域を規定するステップと、
    ｄ）前記境界誤り領域に基づいて、境界誤り指示を生成するステップと、
    ｅ）ユーザに前記境界誤り指示を表示するステップと
    を有し、
    前記境界誤り指示をユーザに表示するステップは、
    ｅ４）前記境界誤り指示を前記対象者の前記関心領域の第２の部分に投影するステップを有する、
    方法。
11. 前記境界誤り指示をユーザに表示するステップは、
    ｅ１）前記境界誤り指示をＸ線撮像システムのユーザインタフェースディスプレイに表示するステップをさらに有する、
    請求項１０に記載の方法。
12. プロセッサ及び／又はシステムによって実行されると、請求項１０又は１１に記載の方法を実行する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の処理ユニット及び／又はシステムを制御するための、コンピュータプログラム。
13. 請求項１２に記載のコンピュータプログラムを格納した、コンピュータ可読媒体。
    
    

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