JP2020534890A - 放射線量を決定するための方法、システム、および装置 - Google Patents

放射線量を決定するための方法、システム、および装置 Download PDF

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Abstract

ファントムマッチングに基づいて放射線量を決定するための方法および装置が開示されている。例示的な装置は、スカウト画像を処理して、スカウト画像ファイルの解剖学的目印の第１の寸法を決定する画像プロセッサと、第１の寸法に基づいてファントムモデルを選択する比較部であって、ファントムモデルは、第１の寸法と実質的に同様の第２の寸法を有する解剖学的目印を含む比較部と、選択されたファントムに基づいて解剖学的目印内の臓器の放射線量を計算する線量計算部とを含む。【選択図】図７

Description

本開示は、一般に、電離放射線（例えば、Ｘ線）に関し、より具体的には、ファントムマッチングに基づいて放射線量を決定するための方法、システム、および装置に関する。
非侵襲的撮像システムでは、Ｘ線管は、電離（Ｘ線）放射線源として様々なＸ線システムおよびコンピュータ断層撮影（ＣＴ）システムで使用されている。電離放射線は、検査または撮像シーケンス中に制御信号に応じて放出される。カソード内のエミッタは、印加電流から生じる熱、および／またはエミッタの前の適切な形状の金属板への印加電圧から生じる電界に応じて電子の流れを放出する。アノードは、電子の流れが衝突するターゲットを含む。ターゲットは、電子ビームによる衝突の結果として、Ｘ線放射線を発生して撮像された体積に向けて放出する。このような撮像システムでは、放射線の一部が患者、手荷物、または製品などの関心のある対象を通過し、画像データが収集されるデジタル検出器または写真乾板に衝突する。その後、信号を処理して、検討用に表示することができる画像を生成する。腫瘍学的放射線治療システムなどの他のシステムでは、Ｘ線源を使用して、電離放射線をターゲットの組織に向ける。使用されるＸ線システムの種類に関係なく、個々の撮像または治療事象中のＸ線被曝量（線量）を知ることは有益である。
したがって、電離放射線に関する１つの懸念には、曝露対象の組織への放射線誘発損傷に関連する危害または損傷の可能性の増加が含まれる。曝露対象の組織に放射線誘発損傷を引き起こす可能性に影響を及ぼす変数は、曝露対象によって吸収される放射線の線量または量である。曝露対象によって吸収される放射線の線量に影響を及ぼす変数は、放射線の照射速度、放射線の被曝時間、曝露対象によって吸収される放射線の割合、年齢、または曝露対象の他の特徴、および曝露対象への放射線被曝の場所を含む。電離放射線の使用に関する別の懸念には、曝露対象に影響（例えば、放射線誘発がん）を引き起こす可能性の増加が含まれる。
米国特許出願公開第２０１７／０２２４３０２号明細書
特定の例は、ファントムマッチングに基づいて放射線量を決定するための装置を提供する。例示的な装置は、スカウト画像を処理して、スカウト画像ファイルの解剖学的目印の第１の寸法のセットを決定するように構成された画像プロセッサを含む。例示的な装置は、第１の寸法のセットに基づいてファントムモデルを選択するように構成された比較部をさらに含み、ファントムモデルは、第１の寸法のセットに一致する第２の寸法のセットを有する解剖学的目印を含む。例示的な装置は、選択されたファントムに基づいて解剖学的目印内の臓器の放射線量を計算するように構成された線量計算部をさらに含む。
特定の例は、ファントムマッチングに基づいて放射線量を決定するための方法を提供する。例示的な方法は、プロセッサを使用して命令を実行することによって、スカウト画像を処理して、スカウト画像ファイルの解剖学的目印の第１の寸法のセットを決定することを含む。例示的な方法は、プロセッサを使用して命令を実行することによって、第１の寸法のセットに基づいてファントムモデルを選択することをさらに含み、ファントムモデルは、第１の寸法のセットに一致する第２の寸法のセットを有する解剖学的目印を含む。例示的な方法は、プロセッサを使用して命令を実行することによって、選択されたファントムに基づいて解剖学的目印内の臓器の放射線量を計算することをさらに含む。
特定の例は、実行されると、機械にファントムマッチングに基づいて放射線量を決定させる命令を含むコンピュータ可読記憶媒体を提供する。例示的なコンピュータ可読媒体は、機械にスカウト画像を処理させ、スカウト画像ファイルの解剖学的目印の第１の寸法のセットを決定させる命令を含む。例示的な命令はさらに、機械に第１の寸法のセットに基づいてファントムモデルを選択させ、ファントムモデルは、第１の寸法のセットに一致する第２の寸法のセットを有する解剖学的目印を含む。例示的な命令はさらに、機械に選択されたファントムに基づいて解剖学的目印内の臓器の放射線量を計算させる。
ファントムマッチングに基づいて放射線量を決定するための例示的な環境の図である。 図１の環境で使用することができる例示的な線量決定部のブロック図である。 ファントムマッチングに基づいて放射線量を決定するために、図２の例示的な線量決定部を実装するように実行され得る例示的な機械可読命令を表すフローチャートである。 ファントムマッチングに基づいて放射線量を決定するために、図２の例示的な線量決定部を実装するように実行され得る例示的な機械可読命令を表すフローチャートである。 ファントムマッチングに基づいて放射線量を決定するために、図２の例示的な線量決定部を実装するように実行され得る例示的な機械可読命令を表すフローチャートである。 ファントムマッチングに基づいて放射線量を決定するために、図２の例示的な線量決定部を実装するように実行され得る例示的な機械可読命令を表すフローチャートである。 ファントムと一致する解剖学的目印を識別するために、図２の線量決定部によって処理されている例示的なスカウト画像を示す図である。 図２の例示的な線量決定部を実装するために、図３〜図６の例示的な機械可読命令を実行するように構成された処理システムのブロック図である。
図は、一定の縮尺ではない。可能な限り、同じ参照番号が、図面および添付の書面による説明の全体を通して、同一または同様の部分を指して使用される。
コンピュータ断層撮影（ＣＴ）の場合、患者の解剖学的構造で正規化された照射線量を推定する１つの例示的なメトリック／方法は、水等価直径である。この方法は、照射領域の患者と同じＸ線減衰を有する水筒の直径を決定することを含む。この方法の目的は、交差する組織の性質に応じて、標準のＣＴ線量指数体積（ＣＴＤＩｖｏｌ）線量メトリックを正規化することである。
Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ（ＤＩＣＯＭ）画像ファイルは、一般に、各タグがタグに関連するピクセルを表す値を有するピクセルデータを含む、タグのコレクションまたはシリーズを含む。ＤＩＣＯＭ画像ファイルのピクセルデータタグ以外の残りのタグは、メタデータと呼ばれる。ＤＩＣＯＭ画像のピクセルデータタグは、ＤＩＣＯＭスカウトまたはローカライザ画像（「スカウト画像」または「ローカライザ」とも呼ばれる）を表し得る。スカウトまたはローカライザ画像は、例えば、画像スライスのシリーズと組み合わせてデバイスによって送出することができる。特定の例では、スカウト画像は、テーブルの表面の左側の境界から右側の境界への方向に延びる水平軸に対応するＣＴデバイスのＸ軸、および床からテーブルの上部に向かう方向に上向きに延びる垂直軸に対応するＹ軸に沿って取得された配向（例えば、Ｘ軸とＹ軸によって定義される）の二次元ＤＩＣＯＭ画像である。取得された画像ファイルの一例は、スカウト画像ならびに他の画像を含む画像のシリーズを含む。
ＣＴスキャンの分野では、従来、患者の体重、年齢、および／または性別がスキャンの前に決定され、患者に投与される放射線の線量を計算する。放射線の線量は、測定された体重、年齢、および／または性別に基づいて決定される。ただし、体重、年齢、および／または性別は、適切な放射線の被曝線量と正確に対応しない場合がある。ＣＴスキャンの使用率が上昇しているため、患者が受ける放射線の線量を最小限に抑えることが有益である。
本開示によれば、スキャンの前に患者の被曝線量を決定する１つの方法は、患者に対して初期トポグラフィスキャン（例えば、スカウト画像）を行うことを含む。このスカウト画像は、データベースに記憶されたボクセル化されたファントムモデル（例えば、ボクセルレベルでデジタル化されたファントムのモデル）と比較することができる患者の基本的な画像を提供する。次に、スカウト画像に一致するファントムモデルが識別され、一致したファントムモデルに対応する線量に基づいて患者の線量が決定される。従来の技術は、性別、年齢、および／または体重に基づいてファントムを分類することを含む。上述のように、従来の技術は、患者の性別、年齢、および／または体重に基づいて患者をファントムモデルに一致させる。ただし、性別、年齢、および／または体重に基づく一致は、同じ身体体重、性別、および／または年齢ではあるが寸法が異なる人々に対して正確ではない場合があり、それによって不正確な線量につながる。例えば、患者の寸法（例えば、寸法のセットの測定値のセット）は、大きな胸部および小さな腹部を含み得、ファントムモデルは、小さな胸部および大きな腹部を含み得、それによって異なる適切な放射線量に対応することになる。したがって、本明細書に開示される例は、解剖学的目印（例えば、頭部、胸部、腹部など）の寸法に基づいて患者のスカウト画像をファントムモデルに一致させる。具体的には、例は、スカウト画像を処理して解剖学的目印を識別し、（Ａ）スカウト画像に含まれる解剖学的目印の種類、および（Ｂ）決定された解剖学的目印の寸法を決定することを含む。本明細書に開示される例は、体重、年齢、および／または性別に基づくマッチングとは対照的に、解剖学的目印の寸法に基づいてファントムモデルの少なくとも１つとスカウト画像を一致させることをさらに含む。本明細書に開示される例は、患者に投与される放射線量の精度を高め、可能な限り少ない放射線の線量で高品質なＣＴ画像を確実に取得するのに役立つ。
図１は、ファントムマッチングに基づいて放射線量を決定するための例示的な環境を示している。図１に示すように、いくつかの実施形態では、環境は、ＣＴ撮像システム１００、電離放射線１０２、曝露対象１０４、テーブル１０６、スカウト画像ファイル１０８、ネットワーク１１０、線量決定部１１２、およびファントムデータベース１１４を含む。放射線量は、テーブル１０６上に支持された曝露対象１０４に向けた電離放射線１０２の方向を含む画像取得手順または他のプロトコルの最中に追跡およびレポートすることができる。線量決定部１１２は、図１のＣＴ撮像システム１００から離れて位置することができるが、そうでなければ線量決定部１１２は、図１のＣＴ撮像システム１００と一体化するか、または隣接して位置することができる。
図１のＣＴ撮像システム１００は、曝露対象１０４に向けて電離放射線（例えば、Ｘ線）１０２のビームを投射する放射線源を有する血管造影撮像システム、ＣＴ、蛍光透視撮像システムなどとすることができる。電離放射線１０２は、曝露対象１０４を通過することにより減衰され、次いで検出器で受け取られて電離放射線の減衰が変換され、電子形式のＤＩＣＯＭ前方／後方（ＡＰ）スカウト画像データファイル（例えば、スカウト画像ファイル１０８）を生成する。スカウト画像は、曝露対象１０４の関心のある領域を表示または例示することができる。ＣＴ撮像システム１００は、ＤＩＣＯＭ ＡＰスカウト画像または画像ファイル（本明細書では「スカウト画像ファイル」）１０８を生成すると共に、線量決定部１１２との通信のために（例えば、ネットワーク１１０を介して）、ＤＩＣＯＭ ＡＰスカウト画像ファイル１０８に関連するスキャン範囲を記憶する。
いくつかの実施形態では、スカウト画像ファイル１０８は、（概念的には．ｘｍｌまたは．ｈｔｍｌタグと同様の）タグのコレクションまたはシリーズを含み、各タグは、タグに関連するピクセル（例えば、ディスプレイモニタのプログラム可能な色の基本単位）を表す値を有するピクセルデータを含む。スカウト画像ファイル１０８のピクセルデータタグ以外の残りのタグは、メタデータと呼ぶことができる。スカウト画像ファイル１０８のピクセルデータタグは、画像スライスのシリーズと組み合わせたＤＩＣＯＭスカウトもしくはローカライザ画像または画像ファイル（本明細書では「スカウト画像」）を含むことができる。スカウト画像は、配向（例えば、Ｘ軸とＹ軸によって定義される）の二次元ＤＩＣＯＭインスタンスまたは画像とすることができる。スカウト画像は、（Ａ）テーブル１０６の表面の左側の境界から右側の境界への方向に延びるＸ軸（例えば、水平軸に対応する）、および（Ｂ）曝露対象１０４の下肢から頭部に延びるＹ軸（例えば、水平面においてＸ軸に垂直な軸に対応する）に沿って得られる。取得された画像ファイルの一例は、スカウト画像を含むシリーズを含み、残りの画像は、患者画像データの「スライス」またはスライス画像（図示せず）であり得る。
スカウト画像の一例は、曝露対象１０４の関心のある関連部分の正面平面図（例えば、テーブル１０６上の曝露対象１０４の投影画像）であり、スライス画像は、曝露対象１０４の断面診断画像である。スカウト画像は、スライス画像に関して異なる曝露対象１０４の投影図の一般的な図であり得る。スカウト画像は、他の取得されたスライスに対する取得されたスライス画像の各々の場所、および曝露対象１０４に関するそれらの場所を示すために生成され得る。スカウト画像に対するスライス画像の各々の場所の図は、例えば、スカウト画像に表示するために作成されたグラフィックラインによって示すことができる。スカウト画像の図解から、ユーザは、詳細な閲覧のために、スライス画像のシリーズの１つに関連する特定のグラフィックラインをポインタ、マウス、または同様の入力セレクタデバイスで選択することができる。スカウト画像のグラフィックラインの図は、詳細な閲覧のために、現在の関心のあるスライスの位置を反映するように位置を変更することができる。スカウト画像は、一般に、画像スライスのシリーズと比較して低い画像解像度を有する。
ネットワーク１１０は、図１の環境内および／または環境の間での電子またはデジタルデータの送信を容易にすることができる。ネットワーク１１０は、有線インターフェース（例えば、データバス、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ２．０または３．０）接続など）および／または無線インターフェース（例えば、高周波、赤外線、光学、近距離無線通信（ＮＦＣ）など）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット、コンピュータ、ルータ、サーバ、ゲートウェイなどのクラウドベースのコンピューティングインフラストラクチャ、または線量決定部１１２がＣＴ撮像システム１００と通信することを可能にするそれらの任意の組合せであり得る。クラウドベースのインフラストラクチャを含むネットワーク１１０の例示的な実装に関して、図１の環境内の構成要素は、ウェブベースのアプリケーション、クラウドストレージおよびクラウドサービスを介して情報を共有することができる。例えば、Ｗｅｂベースのポータルを使用して、情報などへのアクセスを容易にすることができる。Ｗｅｂベースのポータルは、情報およびアプリケーションにアクセスするための中心的なインターフェースであり得、例えば、Ｗｅｂベースのポータルまたはビューアを通じてデータを閲覧することができる。加えて、データは、例えば、Ｗｅｂベースのポータルを使用して操作および伝搬されてもよい。Ｗｅｂベースのポータルは、例えば、ローカル（例えば、オフィス、手術室、放射線読影室などにおいて）および／またはリモート（例えば、インターネットおよび／または他のネットワークもしくは接続を介して）でアクセス可能であり得る。
線量決定部１１２は、ＣＴ撮像システム１００から（例えば、ネットワーク１１０を介して）スカウト画像ファイル１０８を受信し、スカウト画像ファイル１０８とファントムデータベース１１４に記憶されたボクセル化されたファントムモデル（例えば、以下「ファントム」）との比較に基づいて、解剖学的段階または領域の放射線の局所線量を決定する。ファントムデータベース１１４は、様々な身体の種類のファントムを含む。ファントムは、様々な撮像デバイスの性能を評価、分析、および／または調節するためにスキャンまたは撮像される特別に設計されたオブジェクトである。撮像デバイスの評価に使用されるファントムは、その特定の撮像モダリティで人間の組織および／または臓器が機能する方法と同様の様相で応答する。したがって、スカウト画像に一致するファントムの特徴は、スカウト画像ファイル１０８が生成される患者の線量の正確な決定に使用することができる。上述のように、スカウト画像ファイル１０８を同様の寸法を有するファントムに一致させると、患者の体重、年齢、および／または性別に基づいて局所線量を決定するよりも良好な局所線量が得られる。図示の例はファントムデータベース１１４が線量決定部１１２に接続されていることを示しているが、ファントムデータベース１１４は、線量決定部１１２内に位置し得るか、または線量決定部１１２に直接および／または間接的に（例えば、ネットワーク１１０を介して）接続されるスタンドアロンデバイスとして実装され得る。
いくつかの例では、線量決定部１１２がスカウト画像ファイル１０８を受信すると、線量決定部１１２は、スカウト画像ファイル１０８を前処理する。例えば、線量決定部１１２は、畳み込みフィルタ（例えば、メディアンフィルタ、ガウスぼかしフィルタなど）をスカウト画像ファイル１０８に適用することができる。スカウト画像ファイル１０８の前処理は、スカウト画像ファイル１０８から曝露対象１０４の四肢（例えば、外面または皮膚表面）の輪郭および／または曝露対象１０４の解剖学的目印の計算を支援する。いくつかの例では、線量決定部１１２は、輪郭を定義するために、スカウト画像ファイル１０８を構成する候補ピクセルのグレースケール強度を比較または分析するなどの画像処理によって四肢の輪郭を計算する。画像処理は、所定の基準に対する候補ピクセルの幾何学的場所の分析または比較をさらに含むことができる。分析に基づいて、線量決定部１１２は、候補ピクセルの各々のスコアを決定して四肢の輪郭を定義する。候補ピクセルのスコアの相互の比較に応じて、線量決定部１１２は、候補ピクセルのサブセットの表示を識別および強化し（例えば、新しい線を上書きして作成する、候補ピクセルの幅を増やす、グレースケール強度を増やす、またはそれらの組合せなど）、取得されたスカウト画像ファイル１０８に含まれる他のピクセルから四肢の輪郭の図をさらに区別することができる。
線量決定部１１２は、スカウト画像ファイル１０８の輪郭を描画することによって、スカウト画像ファイル１０８の解剖学的目印（例えば、頭部、肩部、胸部、腹部、骨盤など）を決定する。描画は、曝露対象の厚さの大幅な増加に関連するグレースケール強度および幅のピクセルを識別することを対象とした画像処理を含んでもよい。解剖学的目印を決定するための方法は、米国特許出願第１４／５１０，８１５号（米国特許第９，６４９，０７９号として発行）に記載されており、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
線量決定部１１２は、描画に基づいてスカウト画像ファイル１０８の解剖学的目印の寸法を決定する。いくつかの例では、線量決定部１１２は、解剖学的目印の上限および解剖学的目印の下限に基づいて解剖学的目印の寸法を決定し、寸法は、解剖学的目印の上部（例えば、胸部の上部／肩部の底部）と解剖学的目印の底部（例えば、胸部の底部／腹部の上部）との間の縦方向の距離に対応する。いくつかの例では、寸法は、追加的または代替的に、スカウト画像ファイルの輪郭（例えば、緯度方向における解剖学的目印の各側面間の距離）を含み得る。解剖学的目印の寸法が決定されると、線量決定部１１２は、関心のある解剖学的目印の寸法に一致するファントムをファントムデータベース１１４から選択する。例えば、局所線量が胸部領域内の放射線に対応する場合、線量決定部１１２は、胸部寸法がスカウト画像ファイル１０８の決定された胸部寸法に一致するファントムを選択する。いくつかの例では、マッチングは、ファントムの解剖学的目印の寸法とスカウト画像ファイル１０８の解剖学的目印の寸法との間の差が所定の閾値未満であることに基づいてもよい。いくつかの例では、マッチングは、スカウト画像ファイル１０８の解剖学的目印の寸法と最も密接に一致する寸法を有するファントムの解剖学的目印に基づいている（例えば、ファントム寸法とスカウト画像寸法との間の差は、図１の例示的なファントムストレージ１１４におけるあらゆる他のファントムの差よりも小さい）。別の例では、局所線量が胸部および腹部領域内の放射線に対応する場合、線量決定部１１２は、胸部および腹部寸法がスカウト画像ファイル１０８の決定された胸部および腹部寸法に一致するファントムを選択する。いくつかの例では、線量決定部１１２は、以下の式に基づいてファントムを選択する：
式１は、患者の身長と検出された各領域のファントムとの間の差の合計を表し、それによってスコアが得られる。最低スコアとの比較は、患者のスカウト画像とファントムとの間の最適な一致に対応する。
図１の線量決定部１１２は、以下の式に基づいて局所線量を計算する：
ここで、Ｈは、特定の臓器の総線量、ｚは、臓器の場所、Ｎｚは、選択されたファントムの場所ｚにある臓器ピクセルの数、ＣＴＤＩｖｏｌは、実際の放射線（例えば、電離放射線１０２）に対応する体積ＣＴ線量指数、ｈ臓器は、曝露対象１０４のサイズおよび曝露対象１０４のサイズに基づく補正係数に対応する。いくつかの実施形態では、ｈ臓器＝ｅ（αｄ＋β）であり、ここで、ｄは、決定された輪郭に基づく曝露対象１０４のサイズに対応し、αおよびβは、曝露対象１０４のサイズに対応する補正係数である。Ｄ比率，ｚは、固定管電流（ＤＴＣＭ，ＣＴＤＩ）に対する管電流変調（ＴＣＭ）プロファイル（ＤＴＣＭ，ＣＴＤＩ）に対応する比率である（例えば、
）。累積線量分布を導出するために、線量拡散比率をそれぞれＴＣＭプロファイルおよび固定管電流と畳み込むことが可能である。
図２は、図１の線量決定部１１２の例示的な実装のブロック図である。図２の例の線量決定部１１２は、１つまたは複数の臓器の局所放射線量を決定するように構成される。図２の線量決定部１１２は、受信部２００、送信部２０２、スカウト画像プロセッサ２０４、フラグ生成部２０６、画像／ファントム比較部２０８、線量計算部２１０、およびレポータ２１２を含む。
受信部２００は、ＣＴ撮像システム１００から（例えば、ネットワーク１１０を介して）スカウト画像ファイル１０８を受信する。加えて、受信部２００は、ファントムデータベース１１４からファントムを受信し、かつ／またはそうでなければ、スカウト画像ファイル１０８の解剖学的目印に基づいてファントムを選択するために線量決定部１１２がファントムデータベース１１４とインターフェースすることを可能にする。送信部２０２は、レポートおよび／または局所線量データをＣＴ撮像システム１００に送信し、かつ／またはスカウト画像ファイル１０８の解剖学的目印に一致するファントムデータベース１１４からのファントムの命令を送信する。
スカウト画像プロセッサ２０４は、受信されたスカウト画像ファイル１０８を処理する。いくつかの例では、スカウト画像プロセッサ２０４は、図１に関連して上述したように、スカウト画像ファイル１０８にフィルタを適用することによって（例えば、さらなる処理を容易にするために）スカウト画像ファイル１０８を前処理する。スカウト画像プロセッサ２０４は、スカウト画像ファイル１０８の輪郭を決定し、曝露対象１０４の寸法を決定する。スカウト画像プロセッサ２０４は、スカウト画像ファイル１０８を構成する候補ピクセルのグレースケール強度を比較または分析し、輪郭を定義することができる。加えて、スカウト画像プロセッサ２０４は、どの解剖学的目印がスカウト画像ファイル１０８内にあるかを決定し、解剖学的目印の寸法を識別する。
フラグ生成部２０６は、解剖学的目印をスカウト画像ファイル１０８に基づいて決定することができないとき、スカウト画像ファイル１０８にフラグを立てる。スカウト画像ファイル１０８がフラグを立てられると、送信部２０２は、フラグをＣＴ撮像システム１００に送信し、別の画像を提供するよう技術者に促すことができる。加えて、ＣＴ撮像システム１００は、以前のスカウト画像ファイルがフラグを立てられた理由に関する詳細を提供し得る。いくつかの例では、フラグ生成部２０６は、解剖学的目印の寸法が異常であるときにスカウト画像ファイル１０８にフラグを立てる。そのような例では、線量を決定し続けるために技術者によるさらなる検証が必要になる場合がある。いくつかの例では、スカウト画像ファイル１０８に一致するファントムデータベース１１４に記憶されたファントムがない場合、フラグ生成部２０６は、スカウト画像ファイル１０８にフラグを立てることができる。いくつかの例では、マッチングは、ファントムの解剖学的目印の寸法とスカウト画像ファイル１０８の解剖学的目印の寸法との間の差が所定の閾値未満であることに基づいてもよい。いくつかの例では、マッチングは、スカウト画像ファイル１０８の解剖学的目印の寸法と最も密接に一致する寸法を有するファントムの解剖学的目印に基づいている（例えば、ファントム寸法とスカウト画像寸法との間の差は、図１の例示的なファントムストレージ１１４におけるあらゆる他のファントムの差よりも小さい）。いくつかの例では、フラグ生成部２０６は、スカウト画像が線量が計算される臓器を含まないときにスカウト画像ファイル１０８にフラグを立てる。例えば、スカウト画像ファイル１０８が心臓の局所線量を決定するためにタグ付けされ、スカウト画像ファイル１０８が胸部（例えば、心臓に対応する解剖学的目印）を含まない場合、フラグ生成部２０６は、スカウト画像ファイル１０８にフラグを立てる。
画像／ファントム比較部２０８は、関心のある解剖学的目印の寸法に基づいてスカウト画像ファイル１０８をファントムデータベース１１４のファントムと一致させる。例えば、関心のある解剖学的目印が腹部である場合、画像／ファントム比較部２０８は、腹部寸法（例えば、描画）がスカウト画像ファイル１０８で決定された腹部寸法に一致するファントムを選択する。いくつかの例では、画像／ファントム比較部２０８は、解剖学的目印の寸法がスカウト画像の解剖学的目印の寸法に最も近いファントムに基づいてファントムをスカウト画像と一致させる。例えば、画像／ファントム比較部２０８は、スカウト画像の解剖学的目印の寸法と例示的なファントムデータベース１１４のファントムの各々の解剖学的目印の寸法との間の差を決定する。そのような例では、画像／ファントム比較部２０８は、最小の差に基づいてスカウト画像をファントムと一致させる。他の例では、画像／ファントム比較部２０８は、ファントムの解剖学的目印の寸法とスカウト画像の解剖学的目印の寸法との間の差が閾値未満であることに基づいてファントムをスカウト画像と一致させる。例えば、閾値が２センチメートルである場合、次に画像／ファントム比較部２０８は、ファントムの解剖学的目印の寸法（例えば、ファントムの胸部長さ＝１５ｃｍ）とスカウト画像の解剖学的目印の寸法（例えば、スカウト画像の胸部長さ＝１４ｃｍ）の差が２センチメートル未満（例えば、１５ｃｍ−１４ｃｍ＝１ｃｍ）であることに基づいてファントムを選択することができる。
いくつかの例では、画像／ファントム比較部２０８は、ファントムデータベース１１４とインターフェースして一致するファントムを選択する。いくつかの例では、画像／ファントム比較部２０８は、命令をファントムデータベース１１４に送信し、命令は、関心のある解剖学的目印の寸法および／または誤差範囲を含む（例えば、ファントム寸法がスカウト画像ファイルの寸法とどれだけ異なり得るかによる）。命令の受信に応じて、ファントムデータベース１１４は、命令に対応するファントムを選択し、ファントムデータをさらなる処理のために線量決定部１１２に送信することができる。
一致したファントムに対応するファントムデータが（例えば、受信部２００によって）受信されると、図２の線量計算部２１０は、選択されたファントムの特徴に基づいて線量を計算する。線量計算部２１０は、例えば、ファントムの特徴に基づいて線量、スカウト画像ファイル１０８の輪郭に基づいて補正係数、ＣＴＤＩ体積係数、および／または線量拡散関数係数を計算することができる。いくつかの例では、線量計算部２１０は、上の式２を使用して、曝露対象１０４の適切な局所線量を決定する。
レポータ２１２は、所望の臓器に対応する計算された線量を含むレポートを生成する。レポートは、スカウト画像ファイル１０８および／または一致したファントムに対応するデータも含むことができる。レポートは、（例えば、送信部２０２を介して）ＣＴ撮像システム１００および／または技術者に送信され得る。加えて、レポータ２１２は、（例えば、ファントムデータベース１１４とのインターフェースを必要とすることなく、以前に決定された線量計算に基づいて線量を決定するためになど）将来の線量計算のためにローカルにレポートを記憶することができる。
図１の線量決定部１１２の例示的な実装が図１および図２に関連して示されているが、図１および図２に関連して示されるプロセスおよび／もしくはデバイスは、任意の他の方法で組み合わせられ、分割され、配置変更され、省略され、排除され、かつ／または実装されてもよい。さらに、受信部２００、送信部２０２、スカウト画像プロセッサ２０４、フラグ生成部２０６、画像／ファントム比較部２０８、線量計算部２１０、レポータ２１２、ならびに／またはより一般的には、図２の線量決定部１１２は、ハードウェア、機械可読命令、ソフトウェア、ファームウェアならびに／またはハードウェア、機械可読命令、ソフトウェアおよび／もしくはファームウェアの任意の組合せによって実装され得る。したがって、例えば、受信部２００、送信部２０２、スカウト画像プロセッサ２０４、フラグ生成部２０６、画像／ファントム比較部２０８、線量計算部２１０、レポータ２１２、および／またはより一般的には、図２の線量決定部１１２のいずれかは、アナログおよび／またはデジタル回路、論理回路、プログラマブルプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）および／またはフィールドプログラマブル論理デバイス（ＦＰＬＤ）によって実装することができる。純粋にソフトウェアおよび／またはファームウェアの実装を包含するように本特許の装置またはシステムの請求項のいずれかを理解するとき、受信部２００、送信部２０２、スカウト画像プロセッサ２０４、フラグ生成部２０６、画像／ファントム比較部２０８、線量計算部２１０、レポータ２１２、および／またはより一般的には、図２の線量決定部１１２の少なくとも１つは、ソフトウェアおよび／またはファームウェアを記憶するメモリ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、ブルーレイディスクなどの有形のコンピュータ可読記憶デバイスまたは記憶ディスクを含むように本明細書によって明確に定義される。またさらに、図２の線量決定部１１２は、図２に関連して示されているものに加えて、またはその代わりに要素、プロセスおよび／もしくはデバイスを含み、ならびに／または図示の要素、プロセスおよびデバイスのいずれかまたはすべてを２つ以上含んでもよい。
図１および／または図２の線量決定部１１２を実施するための例示的な機械可読命令を表すフローチャートが、図３〜図６に関連して示される。さらに、例示的なプログラムは、図３〜図６に関連して示されるフローチャートを参照して説明されるが、図１および／または図２の線量決定部１１２を実装する多くの他の方法が代わりに使用されてもよい。例えば、ブロックの実行順序を変更してもよく、および／または記載されたブロックのいくつかを変更したり、排除したり、または組み合わせたりしてもよい。図３〜図６のフローチャートは例示的な動作を図示の順序で示しているが、これらの動作は網羅的なものではなく、図示の順序に限定されない。加えて、本開示の精神および範囲内で、当業者によって様々な変更および修正がなされてもよい。例えば、フローチャートに示されたブロックは、別の順序で行われてもよいし、並列に行われてもよい。
上述したように、図３〜図６の例示的なプロセスは、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、キャッシュ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、および／または任意の他の記憶デバイスもしくは情報が任意の期間（例えば、長期間、恒久的、短時間、一時的にバッファリングする間、および／または情報をキャッシュする間）で記憶されている記憶ディスクなどの有形のコンピュータ可読記憶媒体に記憶されるコード化された命令（例えば、コンピュータおよび／または機械可読命令）を使用して実施することができる。本明細書で使用される場合、有形のコンピュータ可読記憶媒体という用語は、任意の種類のコンピュータ可読記憶デバイスおよび／または記憶ディスクを含み、伝搬する信号を除外し、伝送媒体を除外するように明示的に定義される。本明細書で使用される場合、「有形のコンピュータ可読記憶媒体」および「有形の機械可読記憶媒体」は、互換的に使用される。追加的または代替的に、図３〜図６の例示的なプロセスは、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ、読み取り専用メモリ、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、キャッシュ、ランダムアクセスメモリ、および／または任意の他の記憶デバイスもしくは情報が任意の期間（例えば、長期間、恒久的、短時間、一時的にバッファリングする間、および／または情報をキャッシュする間）で記憶されている記憶ディスクなどの非一時的コンピュータおよび／または機械可読媒体に記憶されるコード化された命令（例えば、コンピュータおよび／または機械可読命令）を使用して実施することができる。本明細書で使用される場合、非一時的コンピュータ可読媒体という用語は、任意の種類のコンピュータ可読記憶デバイスおよび／または記憶ディスクを含み、伝搬する信号を除外し、伝送媒体を除外するように明示的に定義される。本明細書で使用される場合、「少なくとも」という表現は、請求項の前文における遷移の用語として使用されるとき、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語がオープンエンドであるのと同様の様相でオープンエンドである。加えて、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語は、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語がオープンエンドであるのと同様の様相でオープンエンドである。
図３は、ファントムマッチングに基づいて放射線量を決定するために、図２の線量決定部１１２によって実行され得る例示的な機械可読命令を表すフローチャート３００である。
ブロック３０２において、受信部２００は、図１のスカウト画像ファイル１０８を受信する。ブロック３０４において、スカウト画像プロセッサ２０４は、スカウト画像ファイル１０８を前処理する。例えば、スカウト画像プロセッサ２０４は、１つまたは複数のフィルタ（例えば、畳み込みフィルタ）をスカウト画像ファイル１０８に適用し、スカウト画像ファイル１０８の四肢の輪郭を決定し、スカウト画像ファイル１０８の解剖学的目印を識別するのを支援することができる。ブロック３０６において、スカウト画像プロセッサ２０４は、スカウト画像ファイル１０８の四肢の輪郭（例えば、縁部および／または皮膚）を決定する。スカウト画像ファイル１０８の輪郭を使用して、スカウト画像ファイル１０８の寸法（例えば、直径）を決定し、かつ／または決定された寸法に基づいて補正係数を決定することができる。
ブロック３１０において、線量決定部１１２は、図４および図５に関連して以下でさらに説明するように、スカウト画像ファイル１０８の解剖学的目印を識別する。ブロック３１２において、フラグ生成部２０６は、解剖学的目印の寸法が許容範囲内にあるかどうかを決定する。例えば、線量決定部１１２が、腹部の寸法が許容範囲内にないと決定する場合（例えば、寸法が大きすぎる／小さすぎる）、寸法が不正確であり得、新しいスカウト画像ファイル１０８が必要になる場合がある。フラグ生成部２０６が、解剖学的目印の寸法が許容範囲内にあると決定する場合（ブロック３１２：ＹＥＳ）、プロセスは、以下でさらに説明するように、ブロック３２０に続く。フラグ生成部２０６が、解剖学的目印の寸法が許容範囲内にないと決定する場合（ブロック３１２：ＮＯ）、フラグ生成部２０６は、寸法を検証するようユーザに促す（ブロック３１４）。いくつかの例では、フラグ生成部２０６は、送信部２０２を使用してＣＴ撮像システム１００を介してユーザにプロンプトを送信する。
ブロック３１６において、フラグ生成部２０６は、ユーザ（例えば、技術者、放射線科医など）が寸法を検証したかどうかを決定する。例えば、フラグ生成部２０６がプロンプトを送信すると、受信部２００は、決定された寸法を検証または拒否するユーザ／技術者からの応答を受信する。フラグ生成部２０６が、ユーザが寸法を検証していないと決定する場合（ブロック３１６：ＮＯ）、フラグ生成部２０６は、スカウト画像ファイル１０８にフラグを立て（ブロック３１８）、スカウト画像ファイル１０８に問題があることを識別する。フラグ生成部２０６が、ユーザが寸法を検証したと決定する場合（ブロック３１６：ＹＥＳ）、方法は、ブロック３２０に進む。ブロック３２０において、画像／ファントム比較部２０８は、図６に関連して以下でさらに説明するように、スカウト画像ファイル１０８の解剖学的目印の寸法とファントムの解剖学的目印の寸法との間の一致に基づいてファントムを（例えば、ファントムデータベース１１４から）選択する（ブロック３２０）。
ブロック３２２において、線量計算部２１０は、選択されたファントムに基づいて局所線量を計算する。図１に関連して上述したように、いくつかの実施形態では、線量計算部２１０は、上記の式２に基づいて局所線量を計算することができる。ブロック３２４において、レポータ２１２は、計算された投与量に基づいてレポートを出力する。レポートは、技術者、ＣＴ撮像システム１００、および／または任意の他の人もしくはデバイスに出力されてもよい。
図４および図５は、図３のブロック３１０に関連して上述したように、スカウト画像ファイル１０８の解剖学的目印を識別するために、図２の線量決定部１１２によって実行され得る例示的な機械可読命令を表すフローチャート３１０を示している。図４および図５に示すフローチャート３１０は、限定のためではなく例示のために記載されることを理解されたい。任意の適切な目印決定プロセスを、使用することができる。加えて、追加または代替の解剖学的領域の寸法を決定するために、一部のステップを省略または追加することができる。
ブロック４００において、スカウト画像プロセッサ２０４は、胸部がスカウト画像ファイル１０８で完全に見えるかどうかを決定する。スカウト画像プロセッサ２０４は、曝露対象の厚さの大幅な増加に関連するグレースケール強度および幅のピクセルを識別することを対象とした画像処理を使用して、胸部が完全に見えるかどうかを決定することができる。スカウト画像プロセッサ２０４が、胸部がスカウト画像ファイル１０８で完全に見えないと決定する場合（ブロック４００：ＮＯ）、プロセスは、以下でさらに説明するように、図５のブロック４２０に続く。スカウト画像プロセッサ２０４が、胸部がスカウト画像ファイル１０８で完全に見えると決定する場合（ブロック４００：ＹＥＳ）、スカウト画像プロセッサ２０４は、胸部の寸法を決定する（ブロック４０２）。例えば、スカウト画像プロセッサ２０４は、胸部の上部の描画（例えば、ｚ軸値）から胸部の底部の描画に基づいて寸法を決定することができる。
ブロック４０４において、スカウト画像プロセッサ２０４は、肩部の上部がスカウト画像ファイル１０８で完全に見えるかどうかを決定する。スカウト画像プロセッサ２０４が、肩部の上部がスカウト画像ファイル１０８で完全に見えないと決定する場合（ブロック４０４：ＮＯ）、プロセスは、以下でさらに説明するように、ブロック４１２に続く。スカウト画像プロセッサ２０４が、肩部の上部がスカウト画像ファイル１０８で完全に見えると決定する場合（ブロック４０４：ＹＥＳ）、スカウト画像プロセッサ２０４は、肩部の寸法を決定する（ブロック４０６）。ブロック４０８において、スカウト画像プロセッサ２０４は、頭部がスカウト画像ファイル１０８で完全に見えるかどうかを決定する。スカウト画像プロセッサ２０４が、頭部が完全に見えないと決定する場合（ブロック４０８：ＮＯ）、プロセスは、ブロック４１２に続く。スカウト画像プロセッサ２０４が、頭部が完全に見えると決定する場合（ブロック４１０：ＹＥＳ）、スカウト画像プロセッサ２０４は、頭部の寸法を決定する（ブロック４１０）。
ブロック４１２において、スカウト画像プロセッサ２０４は、腹部の底部（例えば、腹部描画の底部）がスカウト画像ファイル１０８で見えるかどうかを決定する。スカウト画像プロセッサ２０４が、腹部の底部が見えないと決定する場合（ブロック４１２：ＮＯ）、プロセスは終了する。スカウト画像プロセッサ２０４が、腹部の底部が見えると決定する場合（ブロック４１２：ＹＥＳ）、スカウト画像プロセッサ２０４は、腹部の寸法を決定する（ブロック４１４）。ブロック４１６において、スカウト画像プロセッサ２０４は、骨盤の底部がスカウト画像ファイル１０８で見えるかどうかを決定する。スカウト画像プロセッサ２０４が、骨盤の底部がスカウト画像ファイル１０８で見えないと決定する場合（ブロック４１６：ＮＯ）、プロセスは終了する。スカウト画像プロセッサ２０４が、骨盤の底部がスカウト画像ファイル１０８で見えると決定する場合（ブロック４１６：ＹＥＳ）、スカウト画像プロセッサ２０４は、骨盤の寸法を決定する（ブロック４１８）。
図５のブロック４２０において、スカウト画像プロセッサ２０４は、頭部がスカウト画像ファイル１０８で完全に見えるかどうかを決定する。スカウト画像プロセッサ２０４が、頭部がスカウト画像ファイル１０８で完全に見えないと決定する場合（ブロック４２０：ＮＯ）、プロセスは、以下でさらに説明するように、ブロック４２８に続く。スカウト画像プロセッサ２０４が、頭部がスカウト画像ファイル１０８で完全に見えると決定する場合（ブロック４２０：ＹＥＳ）、スカウト画像プロセッサ２０４は、頭部の寸法を決定する（ブロック４２２）。ブロック４２４において、スカウト画像プロセッサ２０４は、肩部の底部がスカウト画像ファイル１０８で見えるかどうかを決定する。スカウト画像プロセッサ２０４が、肩部の底部がスカウト画像ファイル１０８で見えると決定する場合（ブロック４２４：ＹＥＳ）、スカウト画像プロセッサ２０４は、肩部の寸法を決定し（ブロック４２６）、プロセスは終了する。スカウト画像プロセッサ２０４が、肩部の底部がスカウト画像ファイル１０８で見えないと決定する場合（ブロック４２４：ＮＯ）、プロセスは終了する。
ブロック４２８において、スカウト画像プロセッサ２０４は、胸部の底部がスカウト画像ファイル１０８で見えるかどうかを決定する。スカウト画像プロセッサ２０４が、胸部の底部がスカウト画像ファイル１０８で見えないと決定する場合（ブロック４２８：ＮＯ）、プロセスは、以下でさらに説明するように、ブロック４４０に続く。スカウト画像プロセッサ２０４は、胸部の底部がスカウト画像ファイル１０８で見えると決定する場合（ブロック４２８：ＹＥＳ）、スカウト画像プロセッサ２０４は、腹部の底部がスカウト画像ファイル１０８で見えるかどうかを決定する（ブロック４３０）。スカウト画像プロセッサ２０４が、腹部の底部が画像で見えないと決定する場合（ブロック４３０：ＮＯ）、解剖学的目印の寸法はどれも決定することができないため、フラグ生成部２０６は、スカウト画像にフラグを立てる（ブロック４３２）。スカウト画像プロセッサ２０４が、腹部の底部が画像で見えると決定する場合（ブロック４３０：ＹＥＳ）、スカウト画像プロセッサ２０４は、腹部の寸法を決定する（ブロック４３４）。ブロック４３６において、スカウト画像プロセッサ２０４は、骨盤の底部がスカウト画像ファイル１０８で見えるかどうかを決定する。スカウト画像プロセッサ２０４が、骨盤の底部が見えないと決定する場合（ブロック４３６：ＮＯ）、プロセスは終了する。スカウト画像プロセッサ２０４が、骨盤の底部が見えると決定する場合（ブロック４３６：ＹＥＳ）、スカウト画像プロセッサ２０４は、骨盤の寸法を決定する（ブロック４３８）。
ブロック４４０において、スカウト画像プロセッサ２０４は、骨盤の底部がスカウト画像ファイル１０８で見えるかどうかを決定する。スカウト画像プロセッサ２０４が、骨盤の底部がスカウト画像ファイル１０８で見えないと決定する場合（ブロック４４０：ＮＯ）、例示的なフラグ生成部２０６は、スカウト画像ファイル１０８にフラグを立てる（ブロック４４２）。スカウト画像プロセッサ２０４が、骨盤の底部がスカウト画像ファイル１０８で見えると決定する場合（ブロック４４０：ＹＥＳ）、スカウト画像プロセッサ２０４は、骨盤の寸法を決定する（ブロック４４４）。
図６は、図３のブロック３２０に関連して上述したように、スカウト画像ファイルの解剖学的目印の寸法とファントムの解剖学的目印の寸法との間の一致に基づいてファントムを選択するために、図２の線量決定部１１２によって実行され得る例示的な機械可読命令を表すフローチャート３２０である。
ブロック６００において、画像／ファントム比較部２０８は、局所線量が投与される臓器を識別する。いくつかの例では、スカウト画像ファイル１０８は、局所線量が計算される臓器（例えば、スカウト画像ファイル１０８に含まれる技術者によって選択されている臓器）に対応するデータを含んでもよい。いくつかの例では、局所線量が計算される臓器は、スカウト画像ファイル１０８で識別された解剖学的目印に基づいている。例えば、スカウト画像ファイル１０８が胸部のみを含む場合、画像／ファントム比較部２０８は、スカウト画像ファイル１０８の開始および終了の場所ならびに決定された解剖学的領域に基づいて胸部の照射領域を推測する。そのような例では、画像／ファントム比較部２０８は、照射領域に基づく局所線量に対応するように照射領域（例えば胸部）内の臓器を決定する。いくつかの例では、スカウト画像ファイル１０８は、どの領域が照射されるべきかを知るための臨床指標を含んでもよい。例えば、指定された胸部検査では、照射対象の胸部臓器を識別する。局所線量に対応する臓器を識別するためのアプローチは、ユーザおよび／または製造業者の好みに基づいてもよい。
ブロック６０２において、画像／ファントム比較部２０８は、識別された臓器に対応する解剖学的目印を決定する。例えば、技術者が臓器を選択すると、その臓器は、スカウト画像ファイル１０８で識別される。そのような例では、画像／ファントム比較部２０８は、どの解剖学的目印が識別された臓器に対応するかを決定する。ブロック６０４において、画像／ファントム比較部２０８は、識別された臓器に対応するスカウト画像目印の寸法が決定されたかどうかを決定する。例えば、識別された臓器が心臓である場合、次に画像／ファントム比較部２０８は、胸部が解剖学的目印であると決定する。そのような例では、画像／ファントム比較部２０８は、胸部の寸法がスカウト画像ファイル１０８で決定されたかどうか（例えば、完全に見えるかどうか）を決定する。
画像／ファントム比較部２０８が、識別された臓器に対応するスカウト画像の解剖学的目印の寸法が決定されていないと決定する場合（ブロック６０４：ＮＯ）、フラグ生成部２０６は、スカウト画像ファイル１０８にフラグを立てる（ブロック６０６）。スカウト画像ファイル１０８が識別された臓器に対応する解剖学的目印の完全／鮮明な画像を含まないため、フラグ生成部２０６は、スカウト画像ファイル１０８にフラグを立てる。画像／ファントム比較部２０８が、識別された臓器に対応するスカウト画像の解剖学的目印の寸法が決定されたと決定する場合（ブロック６０４：ＹＥＳ）、画像／ファントム比較部２０８は、ファントムデータベース１１４から１つまたは複数のファントムを選択し、目印の寸法に基づいてスカウト画像ファイル１０８を１つまたは複数のファントムに一致させる（ブロック６０８）。いくつかの例では、画像／ファントム比較部２０８は、関心のある解剖学的目印の寸法を含む命令を（例えば、送信部２０２を介して）ファントムデータベース１１４に送信する。命令の受信に応じて、ファントムデータベース１１４は、関心のある解剖学的目印の寸法に一致する１つまたは複数のファントムで応答する。いくつかの例では、画像／ファントム比較部２０８は、直接ファントムデータベース１１４とインターフェースしてファントムデータベース１１４に問い合わせ、スカウト画像ファイル１０８の関心のある解剖学的目印の寸法に一致するファントムを選択することができる。
図７は、図１の１つまたは複数のスカウト画像ファイル１０８に含めることができる例示的なスカウト画像７００、７０２、７０４を示している。スカウト画像７００は、胸部７０６、腹部７０８、および骨盤７１０を示す。スカウト画像７０２は、肩部７１２、胸部７１４、腹部７１６、および骨盤７１８を示す。スカウト画像７０４は、肩部７２０、胸部７２２、および腹部７２４を示す。
スカウト画像７００は、図１のＣＴ撮像システム１００によって生成された曝露対象の画像である。線量決定部１１２は、スカウト画像を受信し、スカウト画像７００の輪郭（例えば、外側領域）を決定し、解剖学的目印を描画することによって、スカウト画像７００に完全に含まれる解剖学的目印の寸法を決定する。スカウト画像７００では、腹部７０８は完全に見え、胸部７０６および骨盤７１０は完全に見えない。したがって、線量決定部１１２は、腹部７０８の寸法を決定することができ、腹部７０８内の１つまたは複数の臓器の局所線量を計算することができる。
スカウト画像７０２は、図１のＣＴ撮像システム１００によって生成された曝露対象の別の画像である。スカウト画像７０２では、肩部７１２、胸部７１４、および腹部７１６は完全に見え、骨盤７１８は部分的に見える。したがって、線量決定部１１２は、肩部７１２、胸部７１４、および腹部７１６の寸法を決定することができ、胸部７１４および腹部７１６内の１つまたは複数の臓器の局所線量を計算することができる。
スカウト画像７０４は、図１のＣＴ撮像システム１００によって生成された曝露対象の別の画像である。スカウト画像７０４では、胸部７２２は完全に見え、肩部７２０および腹部７２４は部分的に見える。したがって、線量決定部１１２は、胸部７１４の寸法を決定することができ、胸部７１４内の１つまたは複数の臓器の局所線量を計算することができる。
図８は、図１および／または図２の線量決定部１１２を実装するために、図８の命令を実行するように構成された例示的なプロセッサプラットフォーム８００のブロック図である。プロセッサプラットフォーム８００は、例えば、サーバ、パーソナルコンピュータ、モバイルデバイス（例えば、携帯電話、スマートフォン、ｉＰａｄ（商標）などのタブレット）、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、インターネットアプライアンス、または任意の他の種類のコンピューティングデバイスとすることができる。
図示の例のプロセッサプラットフォーム８００は、プロセッサ８１２を含む。図示の例のプロセッサ８１２は、ハードウェアである。例えば、プロセッサ８１２は、任意の所望のファミリまたは製造業者からの集積回路、論理回路、マイクロプロセッサまたはコントローラによって実現することができる。
本例において、機械可読命令は、図８に関連して以下で説明する例示的なプロセッサプラットフォーム８００に示すプロセッサ８１２などの１つまたは複数のプロセッサによって実行するためのプログラムを含む。機械可読命令は、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピーディスク、ハードドライブ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイディスク、またはプロセッサ８１２に関連するメモリなどの有形のコンピュータ可読記憶媒体に記憶することができるが、あるいは、プログラム全体および／またはその一部をプロセッサ８１２以外のデバイスによって実行すること、および／またはファームウェアもしくは専用ハードウェアで具現化することも可能である。
図示の例のプロセッサ８１２は、ローカルメモリ８１３（例えば、キャッシュ）を含む。図８の例示的なプロセッサ８１２は、図３〜図６の命令を実行し、受信部２００、送信部２０２、スカウト画像プロセッサ２０４、フラグ生成部２０６、画像／ファントム比較部２０８、線量計算部２１０、および／またはレポータ２１２を実装することができる。
図示の例のプロセッサ８１２は、バス８１８を介して揮発性メモリ８１４および不揮発性メモリ８１６を含む主メモリと通信する。揮発性メモリ８１４は、シンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、ＲＡＭＢＵＳダイナミックランダムアクセスメモリ（ＲＤＲＡＭ）および／または任意の他の種類のランダムアクセスメモリデバイスによって実現することができる。不揮発性メモリ８１６は、フラッシュメモリおよび／または任意の他の所望の種類のメモリデバイスによって実現することができる。主メモリ８１４、８１６へのアクセスは、クロックコントローラによって制御される。
図示の例のプロセッサプラットフォーム８００はまた、インターフェース回路８２０を含む。インターフェース回路８２０は、イーサネットインターフェース、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、および／またはＰＣＩエクスプレスインターフェースなどの任意の種類のインターフェース規格によって実現することができる。
図示の例では、１つまたは複数の入力デバイス８２２がインターフェース回路８２０に接続される。入力デバイス８２２は、ユーザがデータおよびコマンドをプロセッサ８１２に入力することを可能にする。入力デバイスは、例えば、センサ、マイクロホン、カメラ（静止画または動画）、キーボード、ボタン、マウス、タッチスクリーン、トラックパッド、トラックボール、アイソポイントおよび／または音声認識システムによって実現することができる。
１つまたは複数の出力デバイス８２４もまた、図示の例のインターフェース回路８２０に接続される。出力デバイス８２４は、例えば、ディスプレイデバイス（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、液晶ディスプレイ、陰極線管ディスプレイ（ＣＲＴ）、タッチスクリーン、触覚出力デバイス、および／またはスピーカ）によって実現することができる。したがって、図示の例のインターフェース回路８２０は、典型的には、グラフィックスドライバカード、グラフィックスドライバチップまたはグラフィックスドライバプロセッサを含む。
図示の例のインターフェース回路８２０はまた、ネットワーク８２６（例えば、イーサネット接続、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、電話回線、同軸ケーブル、携帯電話システムなど）を介した外部機器（例えば、任意の種類のコンピューティングデバイス）とのデータのやり取りを容易にするために、送信部、受信部、トランシーバ、モデムおよび／またはネットワークインターフェースカードなどの通信デバイスを含む。
図示の例のプロセッサプラットフォーム８００はまた、ソフトウェアおよび／またはデータを記憶するための１つまたは複数の大容量記憶デバイス８２８を含む。そのような大容量記憶デバイス８２８の例は、フロッピーディスクドライブ、ハードドライブディスク、コンパクトディスクドライブ、ブルーレイディスクドライブ、ＲＡＩＤシステム、およびデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）ドライブを含む。
図３〜図６のコード化された命令８３２は、大容量記憶デバイス８２８、揮発性メモリ８１４、不揮発性メモリ８１６、および／またはＣＤもしくはＤＶＤなどの取り外し可能な有形のコンピュータ可読記憶媒体に記憶することができる。
上記から、ファントムマッチングに基づいて放射線量を決定するための本開示の方法、装置、および製品が開示されていることが理解されよう。ＣＴスキャンの分野では、スキャンを完了する前に患者の体重、年齢、および／または性別を測定する従来の技術が行われ、患者に投与される放射線の線量を正確に計算した。ただし、体重、年齢、および／または性別に基づく一致は、同じ体重、年齢、および／または性別ではあるが寸法が異なる人々に対して正確ではない場合があり、それによって不正確な線量につながる。例えば、スカウトは、体重、年齢、および／または性別に基づいてファントムモデルに一致する場合があるが、スカウトの寸法は、大きな胸部および小さな腹部を含み得、ファントムモデルは、小さな胸部および大きな腹部を含み得、それによって異なる適切な放射線量に対応することになる。
本明細書に開示される例は、画像に基づいて解剖学的目印（例えば、頭部、胸部、腹部など）を識別するためにスカウト画像を処理することを含む。例えば、開示された例は、（Ａ）スカウト画像に含まれる目印の種類、および（Ｂ）決定された目印の寸法を決定することを含み得る。開示された例は、体重、年齢、および／または性別に基づくマッチングとは対照的に、目印をファントムモデルの目印と一致させることをさらに含む。本明細書に開示される例は、患者に投与される放射線量の精度を高め、可能な限り少ない放射線の線量で高品質なＣＴ画像を確実に取得するのに役立つ。
特定の例示的な方法、装置および製品が本明細書で説明されたが、本特許の対象範囲は、これらに限定されない。むしろ反対に、本特許は、本特許の特許請求の範囲の技術的範囲に正当に含まれるすべての方法、装置および製品を包含する。
１００ ＣＴ撮像システム
１０２ 電離放射線
１０４ 曝露対象
１０６ テーブル
１０８ スカウト画像ファイル
１１０ ネットワーク
１１２ 線量決定部
１１４ ファントムデータベース
２００ 受信部
２０２ 送信部
２０４ スカウト画像プロセッサ
２０６ フラグ生成部
２０８ 画像／ファントム比較部
２１０ 線量計算部
２１２ レポータ
３００ フローチャート
３０２ ブロック
３０４ ブロック
３０６ ブロック
３１０ ブロック
３１２ ブロック
３１４ ブロック
３１６ ブロック
３１８ ブロック
３２０ ブロック
３２２ ブロック
３２４ ブロック
４００ ブロック
４０２ ブロック
４０４ ブロック
４０６ ブロック
４０８ ブロック
４１０ ブロック
４１２ ブロック
４１４ ブロック
４１６ ブロック
４１８ ブロック
４２０ ブロック
４２２ ブロック
４２４ ブロック
４２６ ブロック
４２８ ブロック
４３０ ブロック
４３２ ブロック
４３４ ブロック
４３６ ブロック
４３８ ブロック
４４０ ブロック
４４２ ブロック
４４４ ブロック
６００ ブロック
６０２ ブロック
６０４ ブロック
６０６ ブロック
６０８ ブロック
７００ スカウト画像
７０２ スカウト画像
７０４ スカウト画像
７０６ 胸部
７０８ 腹部
７１０ 骨盤
７１２ 肩部
７１４ 胸部
７１６ 腹部
７１８ 骨盤
７２０ 肩部
７２２ 胸部
７２４ 腹部
８００ プロセッサプラットフォーム
８１２ プロセッサ
８１３ ローカルメモリ
８１４ 揮発性メモリ
８１６ 不揮発性メモリ
８１８ バス
８２０ インターフェース回路
８２２ 入力デバイス
８２４ 出力デバイス
８２６ ネットワーク
８２８ 大容量記憶デバイス
８３２ コード化された命令

Claims (20)

  1. スカウト画像（７００、７０２、７０４）を処理して、スカウト画像ファイル（１０８）の解剖学的目印の第１の寸法のセットを決定するように構成された画像プロセッサ（２０４）と、
    前記第１の寸法のセットに基づいてファントムモデルを選択するように構成された比較部（２０８）であって、前記ファントムモデルは、前記第１の寸法のセットに一致する第２の寸法のセットを有する前記解剖学的目印を含む比較部（２０８）と、
    前記選択されたファントムに基づいて前記解剖学的目印内の臓器の放射線量を計算するように構成された線量計算部（２１０）と
    を備える、装置。
  2. 前記画像プロセッサ（２０４）は、（Ａ）前記スカウト画像（７００、７０２、７０４）の輪郭を決定し、（Ｂ）前記スカウト画像（７００、７０２、７０４）を描画して前記第１の寸法を決定するように構成される、請求項１に記載の装置。
  3. 前記解剖学的目印内の前記臓器は、ユーザによって識別される、請求項１に記載の装置。
  4. 第１の解剖学的目印が前記臓器を含まないとき、前記画像プロセッサ（２０４）が前記解剖学的目印の前記第１の寸法のセットを決定することができないとき、または前記第１の寸法のセットが所定の範囲外であるとき、前記スカウト画像（７００、７０２、７０４）にフラグを立てるように構成されたフラグ生成部（２０６）をさらに含む、請求項３に記載の装置。
  5. 前記線量計算部（２１０）は、前記ファントムモデルの臓器ピクセルの数、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）線量指数、撮像された対象のサイズに対応する補正係数、または固定線量拡散関数の少なくとも１つに基づいて前記放射線量を計算する、請求項１に記載の装置。
  6. 前記計算された放射線量に基づいてレポートを出力するように構成されたレポータ（２１２）をさらに含む、請求項１に記載の装置。
  7. 前記一致は、前記第１の寸法のセットと前記第２の寸法のセットとの間の差が所定の閾値内にあることに対応する、請求項１に記載の装置。
  8. 前記一致は、前記第１の寸法のセットと前記第２の寸法のセットとの間の第１の差が前記第１の寸法のセットとデータベース（１１４）内のあらゆる他のファントムのあらゆる他の寸法のセットとの間の第２の差未満であることに対応する、請求項１に記載の装置。
  9. スカウト画像（７００、７０２、７０４）を処理して、スカウト画像ファイル（１０８）の解剖学的目印の第１の寸法のセットを決定することと、
    前記第１の寸法のセットに基づいてファントムモデルを選択することであって、前記ファントムモデルは、前記第１の寸法のセットに一致する第２の寸法のセットを有する前記解剖学的目印を含むことと、
    前記選択されたファントムに基づいて前記解剖学的目印内の臓器の放射線量を計算することと
    を含む、方法。
  10. （Ａ）前記スカウト画像（７００、７０２、７０４）の輪郭を決定し、（Ｂ）前記スカウト画像（７００、７０２、７０４）を描画して前記第１の寸法を決定することをさらに含む、請求項９に記載の方法。
  11. 第１の解剖学的目印が前記臓器を含まないとき、前記解剖学的目印の前記第１の寸法のセットを決定することができないとき、または前記第１の寸法のセットが所定の範囲外であるとき、前記スカウト画像（７００、７０２、７０４）にフラグを立てることをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記放射線量の前記計算は、前記ファントムモデルの臓器ピクセルの数、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）線量指数、撮像された対象のサイズに対応する補正係数、または固定線量拡散関数の少なくとも１つに基づいている、請求項９に記載の方法。
  13. 前記計算された放射線量に基づいてレポートを出力することをさらに含む、請求項９に記載の方法。
  14. 前記ファントムモデルを選択することは、
    前記臓器を識別することと、
    前記識別された臓器に対応する前記解剖学的目印を決定することと、
    前記第１の寸法のセットに一致する前記第２の寸法のセットを含む前記ファントムモデルを選択することと
    を含む、請求項９に記載の方法。
  15. 前記一致は、前記第１の寸法のセットと前記第２の寸法のセットとの間の差が所定の閾値内にあることに対応する、請求項９に記載の方法。
  16. 前記一致は、前記第１の寸法のセットと前記第２の寸法のセットとの間の第１の差が前記第１の寸法のセットとデータベース（１１４）内のあらゆる他のファントムのあらゆる他の寸法のセットとの間の第２の差未満であることに対応する、請求項９に記載の方法。
  17. 実行されると、機械に少なくとも、
    スカウト画像（７００、７０２、７０４）を処理させ、スカウト画像ファイル（１０８）の解剖学的目印の第１の寸法のセットを決定させ、
    前記第１の寸法のセットに基づいてファントムモデルを選択させ、前記ファントムモデルは、前記第１の寸法のセットに一致する第２の寸法のセットを有する前記解剖学的目印を含み、
    前記選択されたファントムに基づいて前記解剖学的目印内の臓器の放射線量を計算させる
    命令を含む、有形のコンピュータ可読記憶媒体。
  18. 前記命令は、前記機械に、（Ａ）前記スカウト画像（７００、７０２、７０４）の輪郭を決定させ、（Ｂ）前記スカウト画像（７００、７０２、７０４）を描画して前記第１の寸法を決定させる、請求項１７に記載の有形のコンピュータ可読記憶媒体。
  19. 前記命令は、前記機械に、第１の解剖学的目印が前記臓器を含まないとき、前記解剖学的目印の前記第１の寸法のセットを決定することができないとき、または前記第１の寸法のセットが所定の範囲外であるとき、前記スカウト画像（７００、７０２、７０４）にフラグを立てさせる、請求項１７に記載の有形のコンピュータ可読記憶媒体。
  20. 前記命令は、前記機械に、前記ファントムモデルの臓器ピクセルの数、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）線量指数、撮像された対象のサイズに対応する補正係数、または固定線量拡散関数の少なくとも１つに基づいて前記放射線量を計算させる、請求項１７に記載の有形のコンピュータ可読記憶媒体。
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