JP4370091B2 - デフォルト・ノイズ指数オーバーライド能力を持つ医用イメージング・システム及び方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は一般的には医用イメージングに関するものであり、より具体的には、好ましくはコンピュータ断層撮影システムにおいて、デフォルト・ノイズ指数の選択に対してオーバーライド(override)能力を持つ医用イメージング・システム及び方法に関する。
【0002】
【発明の背景】
コンピュータ断層撮影(CT)イメージング・システムにおいては、典型的には、患者のような対象物へ向けてX線源から扇形ビームを投射する。このビームは、対象物によって減弱して放射線検出器アレイに入射する。検出器アレイで受けた、減弱したビームの放射線の強さは、典型的には、患者によるX線ビームの減弱度に依存する。検出器アレイの各検出器素子は、その各検出器素子で受けた減弱したビームを表す別々の電気信号を発生する。これらの電気信号は解析のためにデータ処理システムへ送られて、最終的には画像を形成する。
【0003】
一般的に、X線源及び検出器アレイはガントリと共に患者の周りを撮像平面内で回転させられる。X線源は、典型的には、管電流を導いて焦点でX線ビームを放出するX線管を含んでいる。X線検出器は、典型的には、該検出器で受けたX線ビームをコリメートするコリメータと、コリメータに隣接していてX線を光エネルギに変換するシンチレータと、隣接したシンチレータから光エネルギを受け取るフォトダイオードとを含んでいる。
【0004】
関心領域(VOI;volume of interest)を撮像するために使用される公知のCTイメージング装置の1つでは、ガントリを通るように患者を動かすことによって患者についての撮像が行われる。好ましくは、X線に対する患者の露出を最小にすることが望ましい。そのために、信号処理の改良により、商業上入手可能な0.5秒CTスキャナのようなより低い照射線量のCT走査を使用できるようになっている。一般的に、画像ノイズは照射線量の平方根に逆比例する。しかしながら、診断目的及び対象物の関心領域が異なる場合、必要なX線照射線量よりも高い線量が、標準デフォルト管電流分布を自動的に作成するデフォルト・ノイズ指数の選択に起因して生じることが知られている。自動的に作成された管電流分布からX線照射線量を制限するために提案された方策の1つは、IQを作成すること、すなわち、標準デフォルト電流分布よりも一定量だけ高い又は低いデフォルト電流分布を自動的に作成する低照射線量デフォルト管電流分布を作成することである。しかしながら、オペレータがVOIについてノイズ指数を調節することを希望するとき、特に、オペレータが患者の敏感な器官に対するX線照射線量を修正したいとき、或いはオペレータが所望の患者画像を達成するために或る小領域における診断品質が相対的に低くても充分であると判定したときのような、VOIの小領域についてノイズ指数を調節することを希望するときに、問題が生じる。
【0005】
患者に適用されるX線照射線量を表すX線管電流分布を対話型で調節できるようにすることによって、撮像中に最低の可能な患者照射線量を適用することのできるシステムが必要とされている。既存の方法を使用して、VOI全体に対してデフォルト・ノイズ指数を設定することにより、患者を不必要なX線照射に露出させる可能性があり、これはVOIの或る特定の小領域の走査が他の小領域の場合と同様な画像品質を要求していない場合があるからである。
【0006】
放射線被曝を低くすることはX線及びCTの開発において依然として目標とされているので、予備走査(プレスキャン)データを処理してデフォルト管電流分布を作成ができ、且つユーザ・オーバーライドが選択されたか否かに基づいてデフォルト管電流分布の調節を可能にすることのできるイメージング・システムを提供することは望ましいと考えられる。
【特許文献1】
米国特許第6507639号
【0007】
【発明の概要】
本発明は、撮像データを処理してデフォルト管電流分布を作成し、且つユーザ・オーバーライドが選択されたか否かに基づいてデフォルト管電流分布の調節を可能にすることのできるイメージング・システムを提供して、上述の課題を解決する。
【0008】
VOIの走査の際に患者のX線被曝量を調節することができるように医用イメージング・システム及び方法を設計する。システムは、患者を走査する際に使用するためのX線源の管電流を指定する受け取った一組の走査パラメータ値から予測ノイズ指数を自動的に作成する。予測ノイズ指数はユーザ・オーバーライドの選択に基づいてオーバーライドすることができ、ユーザ・オーバーライドの選択により、VOIの1つ以上の小領域についての所望の診断品質及び診断目的に従って予測ノイズ指数を調節することができる。
【0009】
本発明の一面によれば、放射線放出型医用イメージング装置のために撮像データを処理する方法を提供し、本方法は、画像用途識別子及び一組の走査パラメータ値を受け取るステップ、及び受け取った一組の走査パラメータ値から予測ノイズ指数を自動的に作成するステップを含んでいる。本方法はまた、少なくとも予測ノイズ指数に基づいてX線源のX線管電流分布を作成するステップ、及びユーザによって選択された場合に、自動的に作成された予測ノイズ指数をユーザによるオーバーライドして、好ましいノイズ指数を設定可能とするステップも含んでいる。好ましいノイズ指数が設定された場合、本方法では、最終的な管電流分布を作成し、この最終的な管電流分布により撮像データを取得する。
【0010】
本発明の別の一面によれば、放射線放出型医用イメージング装置のために撮像データを処理する方法を提供し、本方法は、対象物の撮像データを取得するステップ、複数の小領域を持つ領域について一組の投影を作成するステップ、及び目標ノイズ指数を取得するステップを含んでいる。本方法はまた、目標ノイズ指数に従って電流分布を作成するステップ、及びVOI内の各々の小領域について最小の許容可能な照射線量にするために、前記作成された電流分布を対話型で調節可能にするステップを含んでいる。
【0011】
本発明の更に別の一面によれば、コンピュータ断層撮影システムを提供する。このシステムは、対象物へ向かって投射するための投射源と、対象物によって減弱された高周波電磁エネルギを受け取る検出器とを含んでいる。検出器は、複数の電気的相互接続部によってデータ処理システムへ伝送される出力を生成する。本システムは更にコンピュータを含み、コンピュータは、VOIについて複数の初期投影を構成し、ユーザ入力を受け取って目標ノイズ指数を作成し、また目標ノイズ指数及び予測ノイズ指数に従って管電流分布を作成するようにプログラムされている。コンピュータは更に、管電流分布をVOIの1つ以上の部分について変更(modulate)することができるように該管電流分布をコンソール上に表示するようにプログラムされている。コンピュータはまた、管電流の変更(modulation)に基づいてVOIの1つ以上の部分について走査照射線量を調節し、且つVOIについて撮像データを取得するようにプログラムされている。
【0012】
本発明の更に別の一面によれば、一組の命令を持つコンピュータ・プログラムを記憶したコンピュータ読出し可能な媒体を提供し、該一組の命令は、コンピュータによって実行されたとき、コンピュータに、対象物のVOIの予備走査データを取得させて、予備走査データから予測ノイズ指数を作成させる。コンピュータ・プログラムはまた、予測ノイズ指数及び目標ノイズ指数に基づいて管電流分布を作成させ、また管電流分布の少なくとも一部分の選択的調節を受けて、管電流分布のユーザによる解析に基づいてVOIの対応する部分について走査照射線量を調節させる命令を持っている。
【0013】
本発明の更に別の一面によれば、放射線放出型医用装置を提供し、この医用装置は、走査パラメータを受け取る手段と、走査パラメータを自動的に調節して、患者についての所望の目標画像品質を生成する手段とを含んでいる。この医用装置はまた、前記の調節された走査パラメータに基づいて管電流分布を修正する手段と、患者の画像を再構成するために前記の修正された管電流分布を使用して患者を走査する手段とを含んでいる。
【0014】
本発明の様々な他の特徴、目的及び利点は、以下の詳しい説明及び図面から明らかになろう。
【0015】
図面は、本発明を実施するために現在好ましいと考えられる実施形態を例示する。
【0016】
【好ましい実施形態の詳しい説明】
VOIを撮像することができるコンピュータ断層撮影(CT)システムについてのシステム及び方法を説明する。しかしながら、当該分野の通常の知識を有する者には、本発明が異なる構成のCTシステムに用いるために等しく適用可能であることが理解されよう。更に、本発明をX線の検出及び変換に関して説明する。しかしながら、当該分野の通常の知識を有する者には、本発明が他のイメージング方式にも等しく適用できることが理解されよう。
【0017】
図1及び2には、第3世代のCTスキャナを表すガントリ12を含むものとして代表的なコンピュータ断層撮影(CT)イメージング・システム10を示している。ガントリ12はX線源14を有し、X線源14はガントリの反対側にある検出器アレイ18へ向かってX線ビーム16を投射する。検出器アレイ18は複数の検出器20によって形成され、これらの検出器20は共に、患者22を通過した投射されたX線を検知する。各検出器20は、それに入射するX線ビームの強さ、従って患者22を通過した減弱したX線ビームを表す電気信号を発生する。X線投影データを収集するための走査の際、ガントリ12及びそれに装着された部品は回転中心24の周りを回転する。検出器アレイ18及び検出器20は任意の数の高周波電磁エネルギ検出器、例えば、検出器設計の分野で熟練した者に知られているようなガス入り検出器、シンチレーション・セル−光ダイオード検出器、及び半導体検出器とすることができる。
【0018】
ガントリ12の回転及びX線源14の動作はCTシステム10の制御機構26によって制御される。制御機構26は、X線源14へ電力及びタイミング信号を供給するX線制御装置28と、ガントリ12の回転速度及び位置を制御するガントリ・モータ制御装置30とを含んでいる。また制御機構26内に含まれているデータ収集システム(DAS)32が、検出器20からのアナログ・データをサンプリングして、該データをその後の処理のためにディジタル信号へ変換する。画像再構成装置34が、サンプリングされディジタル化されたX線データをDAS32から受け取って、高速画像再構成を実行する。再構成された画像はコンピュータ36へ入力として印加され、該コンピュータは該画像を大容量記憶装置38に格納する。
【0019】
コンピュータ36はまた、指令及び走査パラメータを入力するためのキーボードを備えたコンソール40を介してオペレータからの指令及び走査パラメータを受け取る。付設された陰極線管表示装置42により、オペレータは再構成された画像及びコンピュータ36からの他のデータを観察することが出来る。コンピュータ36はオペレータにより供給された指令及びパラメータを使用して、制御信号及び情報をDAS32、X線制御装置28及びガントリ・モータ制御装置30へ供給する。さらに、コンピュータ36は、ガントリ12内の患者22の撮像の際に可変速度のテーブル46を制御するテーブル速度制御装置44を作動する。具体的に述べると、テーブル46は患者22をガントリ開口部48の中へ軸50に沿って移動させるように構成されており、また単一の又は複数の速度設定値を含むことができる。
【0020】
動作について説明すると、患者22すなわち対象物はテーブル46上でCTスキャナ又はイメージング装置10内に位置決めされ、患者の選択された領域がガントリ12に隣接して走査するために選ばれる。技師又は医療関係オペレータがオペレータ・コンソール40に入力して、心臓領域52及び一対の非心臓領域54を含む患者22の胸部のようなVOI又は走査領域を定義する。次いで、コンピュータ36がテーブル速度制御装置44に命令して、テーブル46をガントリ開口部48へ向けて動かして患者22をガントリ開口部の中へ入れる。ガントリ12を通る患者22の撮像走査を行うためにガントリ制御装置30がガントリ12を回転させている間に、制御機構26がX線制御装置28からX線源14へ電力及びタイミング制御を供給させる。VOIを走査している間に、検出器20が取得したX線データを、ディジタル化及び画像再構成のためにDAS32及び画像再構成装置34へ送る。次いで、コンピュータ36がディジタル化されたX線データを処理して、VOIの再構成画像を表示装置42上に生じさせる。希望により、オペレータは患者すなわち対象物の予備走査を開始して、予備走査撮像データを取得することもできる。次いで、予備走査撮像データについてスカウト(scout) 走査を生成してコンソール40上に表示させることができる。その上、オペレータ選択の診断品質に基づいて変更することのできるデフォルト管電流分布を、図3〜図9に関して説明する処理ステップ及び/又は動作に従ってコンソール40上に表示するようにすることもできる。
【0021】
図3について説明すると、図1及び2のシステムで具現化される本発明によるコンピュータ・プログラムに関連する方法及び動作の諸ステップを例示するフローチャートが示されている。本方法及び/又はコンピュータ・プログラムは、コンピュータに入力を行う技師又はCTスキャナ・オペレータによってステップ100で開始され、所望のプロトコルを呼び出し(ステップ102)、患者すなわち撮像対象物についてノイズ予測係数を選択又は作成する(ステップ104)。一般に、このようなオペレータ操作による入力には、特定の解剖学的構造についてのVOIを定義することを含むことができ、そのVOIは、画像を再構成するために患者の走査を行うための図1の軸50のような共通軸に沿った出発位置及び終了位置を持つ。他のオペレータ入力は、目標ノイズ指数の選択、走査の形式を特定する画像用途、及び選択した走査形式についてのスライス厚さのような一組の走査パラメータ値を含むことができる。次いで、臨床プロトコルのための予測ノイズ指数分布を、選択した走査パラメータ値から決定し(ステップ106)、そして本方法及び/又はプログラムは患者についてのノイズ指数を予測する(ステップ108)。ノイズ指数の予測(ステップ108)の後、本方法及び/又はコンピュータ・プログラムは進行して、最終的な管電流分布を作成する(ステップ110)。最終的な管電流分布は、オペレータ又はユーザがVOIを撮像するためのデフォルト又は予測管電流分布をオーバーライドすることを選んだか否かに応じて変わる。
【0022】
管電流分布は、患者の撮像走査を実行するためにVOIの各々の小領域についてX線源を通る電流アンペア数を予測する。該分布は、少なくとも部分的に1つ以上の決定されたノイズ指数値に基づいて定められ、且つ一貫した画像品質を維持するために患者に対するX線の可能な最低照射線量を示す。オペレータは、多数の因子に基づいて管電流分布を直接に又は他の方法でオーバーライドすることを決定することができる。1つの因子は、例えば、異なる画像品質が要求される患者の解剖学的構造である。すなわち、患者の解剖学的構造は、ノイズ・アーティファクトにより画像品質が損なわれるようなVOIの小領域において照射線量を変えるように、オペレータが相互作用することを要求する。
【0023】
患者からの予測ノイズ指数と予測ノイズ指数のユーザ・オーバーライドに基づいた所望のノイズ指数とから導き出された最終的な管電流の選択(ステップ110)の後、患者を走査して、画像データを取得する(ステップ112)。本方法及び/又はコンピュータ・プログラムは、取得した撮像データを使用して、患者の画像を再構成する(ステップ114)。この画像はコンソール又は他の表示装置で表示することができる。次いで、ステップ116で、本方法は終了する。
【0024】
ここで図4について説明すると、ノイズ指数を予測する方法の一つが示されており、本方法はステップ120で開始する。オペレータにより、コンピュータによって処理する患者の性別、年齢、体重及び解剖学的領域を表す患者データを入力する。コンピュータは、オペレータ入力の患者データに基づいて複数組の投影を構成するためのデータを記憶している、患者の人口統計上のデータベースを呼び出す(ステップ124)。コンピュータは、記憶されたデータを使用して、特定の患者について複数の小領域を持つ一組の初期投影を作成する(ステップ126)。希望により、一組の初期投影は図2のコンソール40で表示することができる。
【0025】
一組の投影の作成(ステップ126)の後、ステップ128で、ノイズ予測係数(図3のステップ102)及び作成された一組の投影(ステップ126)を使用して、患者について画像ノイズ又はノイズ指数分布を予測する。次いで、ステップ130で、本方法は終了し、所望のノイズ指数を達成するための管電流分布を作成するために使用することのできるノイズ指数分布が予測される。
【0026】
図5は、患者についてのノイズ指数分布を予測するための別のプロセスを示すフローチャートである。オペレータによりスカウト走査についての走査プロトコルを選択するための走査パラメータを入力する(ステップ134)。スカウト走査を実行して、データを取得する(ステップ136)。スカウト走査からのデータの取得(ステップ136)の後、ステップ138で、該データ及び作成されたノイズ予測係数(図3のステップ102)を使用して、ノイズ指数分布を予測する。次いで、ステップ140で、本方法は終了し、この予測したノイズ指数分布は所望のノイズ指数を達成するための管電流分布を作成するために使用することができる。
【0027】
図6について説明すると、図3のステップ110でノイズ指数を選択するためにオペレータによる直接入力ができるように構成された一つの方法及び/又はコンピュータ・プログラムが示されており、これはステップ142で開始する。選択したノイズ指数入力をオペレータにより直接入力して、患者についての予測ノイズ指数分布から管電流分布を作成する(ステップ146)。オペレータによるノイズ指数の選択は、特定の走査形式、診断品質要件及び/又はVOIについての好ましい目標ノイズ指数に関するオペレータの経験に基づいて行うことができる。管電流分布の作成(ステップ146)の後、ユーザ・オーバーライドを使用して管電流分布を修正変更(edit)するか否か判定する(ステップ148)。ユーザ・オーバーライドを選択した場合(ステップ150)、修正すべき管電流分布セグメントを選択し(ステップ151)、目標ノイズ指数を修正変更するか否かの問合せを行う(ステップ153)。目標ノイズ指数を修正変更しない場合(ステップ154)、選択した管電流分布を直接修正し(ステップ155)、次いで、修正変更したセグメントに基づいて新しい管電流分布を作成する(ステップ146)。もし目標ノイズ指数を修正変更する場合(ステップ156)、本方法及び/又はコンピュータ・プログラムはサブセットについて目標ノイズ指数を修正変更し(ステップ157)、新しい管電流分布を作成する(ステップ146)。
【0028】
管電流分布全体又は1つ以上のサブセットのいずれかの修正変更(editing) は、所望のノイズ指数及び管電流分布がVOIについて選択されるまで継続する。修正変更は、オペレータにより管電流分布全体又は該分布の一部分のいずれかを対話型で変更することにより行うことができる。変更(modulation)は、グラフィカル・ユーザ・インターフェースで、或いはVOIの小領域について管電流値を直接操作により選択することによって行うことができる。一旦所望の管電流が決定されると、管電流分布の修正変更は選択されず(ステップ158)、最終的な管電流分布が作成される(ステップ160)。好ましくは、最終的な管電流分布は、一層低い画像品質で充分である領域及び/又は診断目的により照射線量が一層低くてもよい領域において、管電流を小さくし且つ患者に対するX線照射線量を低減するように修正変更される。次いでステップ162で、本方法及び/又はコンピュータ・プログラムは終了する。
【0029】
図7は、目標ノイズ指数を予測し選択するための本発明の別の実施形態のフローチャートである。目標ノイズ指数の選択はステップ164で開始し、そこで診断用管電流入力方法及び/又はコンピュータ・プログラムが、記憶されている臨床プロトコルから検索される。目標ノイズ指数は、最終的な基準ファントム及び診断用管電流値を使用して作成する(ステップ168)。基準ファントムからのデータは、ファントムの選択した投影領域、及び0度及び90度のガントリ回転位置で取った投影測定値の比を表す楕円比に従って変えることができる。
【0030】
ステップ172で、患者についての予測ノイズ指数から管電流分布を作成する。この管電流分布は、入力された診断用管電流値及び基準ファントムに基づいた患者に対する予測した低い線量のX線照射線量を表す。管電流分布の作成(ステップ172)の後、ユーザ・オーバーライドを使用して管電流分布を修正変更するか否かの判定を行う(ステップ174)。もしユーザ・オーバーライドが選択された場合(ステップ176)、修正すべき管電流分布セグメントをオペレータにより選択する(ステップ177)。本方法及び/又はコンピュータ・プログラムは進行して、診断用管電流値を修正変更するか否か判定する(ステップ178)。診断用管電流値の修正変更を選択しない場合(ステップ179)、選択した管電流分布を修正し(ステップ180)、新しい管電流分布を作成する(ステップ172)。一方、診断用管電流値の修正変更を選択した場合(ステップ181)、診断用管電流値を調節し(ステップ182)、新しい目標ノイズ指数を作成して(ステップ168)、新しい管電流分布を生成する(ステップ172)。
【0031】
管電流分布全体又は1つ以上のサブセットのいずれかの修正変更は、所望のノイズ指数及び管電流分布がVOIについて生成されるまで継続する。一旦所望の管電流が決定されると、管電流分布の修正変更は選択されず(ステップ184)、最終的な管電流分布を作成する(ステップ186)。再び、最終的な管電流分布は、一層低い画像品質で充分である領域及び/又は診断目的により照射線量が一層低くてもよい領域において、管電流を小さくし且つ患者に対するX線照射線量を低減するように修正変更するのが好ましい。次いで、本方法及び/又はコンピュータ・プログラムはステップ188で終了する。
【0032】
ここで図8について説明すると、ノイズ指数を選択するための別の方法及び/又はコンピュータ・プログラムのフローチャートが示されており、これはステップ190で開始する。相対照射線量を増大させるかどうかの判定を行い(ステップ192)、増大させる場合には(ステップ194)、オペレータによって相対照射線量を増大させることができ、これによりノイズ指数を減少させる(ステップ196)。一旦ノイズ指数が設定されると、管電流分布を作成する(ステップ198)。
【0033】
照射線量を増大させない場合には(ステップ200)、相対照射線量を減少させるかどうかの判定を行う(ステップ202)。照射線量を減少させない場合には(ステップ204)、予め選択した目標ノイズ指数に基づいて管電流分布を作成する。そうでない場合、相対照射線量を減少させ(ステップ206)、ステップ208でノイズ指数を増大させる(ステップ208)。本方法及び/又はコンピュータ・プログラムは、この増大させたノイズ指数を使用して、管電流分布を作成する(ステップ198)。
【0034】
管電流分布の作成(ステップ198)の後、ユーザ・オーバーライドを使用して管電流分布を修正変更するかどうかに関して、他のノイズ選択プロセスと同様な判定を行う(ステップ210)。ユーザ・オーバーライドが選択される場合(ステップ212)、オペレータにより、修正すべき1つ以上の管電流分布セグメントを選択し(ステップ213)、相対照射線量を修正するかどうかの判定を行う(ステップ214)。相対照射線量を修正しない場合(ステップ215)、選択した管電流分布を修正し(ステップ216)、新しい管電流分布を作成する(ステップ198)。相対照射線量を修正する場合(ステップ218)、本方法及び/又はコンピュータ・プログラムは最初のステップへ戻り、再びステップ192で相対照射線量を増大させるかどうかの判定を行う。
【0035】
管電流分布全体又は1つ以上のサブセットのいずれかの修正変更は、所望のノイズ指数及び管電流分布がVOIについて生成されるまで継続する。一旦所望の管電流が決定されると、管電流分布の修正変更は選択されず(ステップ220)、最終的な管電流分布を作成する(ステップ222)。他のノイズ指数選択のプロセスの場合と同様に、最終的な管電流分布は、一層低い画像品質で充分である領域及び/又は診断目的により照射線量が一層低くてもよい領域において、管電流を小さくし且つ患者に対するX線照射線量を低減するように修正変更するのが好ましい。次いで、本方法及び/又はコンピュータ・プログラムはステップ224で終了する。
【0036】
図6〜8は、VOI内の各々の小領域について最小の許容可能な照射線量にするために、作成した管電流分布の対話型の調節を可能にし、且つ選択したノイズ指数を生成するように最終的な管電流分布を作成する方法及び/又はコンピュータ・プログラムの作用を示している。しかしながら、ユーザの解析を適用して最終的な管電流分布を作成するこれらの方法及び/又は作用の各々は、図9の処理ステップに従って更に修正することができる。
【0037】
図9について説明すると、最終的な管電流分布を作成する方法及び/又はコンピュータ・プログラムが示されており、これはステップ226で開始する。次いで、判定ブロックでスマート走査(smart scan)を使用可能にするかどうか問い合わせる(ステップ228)。スマート走査は、患者の非対称性を考慮するためにX線照射線量をガントリ角度につれて変えるようにするプロセスである。スマート走査を選択した場合(ステップ230)、実効管電流分布を作成する(ステップ232)。実効管電流分布はグラフィカル・ユーザ・インターフェース上に描画するか、又は管電流分布のオペレータによる変更のための一組のデータとして表示することができる。実効管電流分布を作成した後、敏感な器官について調節するかどうかの判定を行う(ステップ234)。スマート走査を選択しない場合(ステップ236)、本方法及び/又はコンピュータ・プログラムは直ちに敏感な器官について調節するかどうかの判定を行う(ステップ234)。
【0038】
走査の形式、所望の診断品質、VOI及びその他の因子に応じて、オペレータが、目、卵巣、胸部、生殖腺のような放射線に敏感な特定の解剖学的領域に対するX線照射線量を制限したいと希望することがある。調節が希望される場合(ステップ238)、管電流又は実効管電流分布をガントリ角度位置に従って調節して(ステップ240)、X線源が敏感な器官の各々に最も接近したときに敏感な器官に対するX線照射線量を下げるようにする。すなわち、各ガントリ回転中に、ガントリが患者の目のような敏感な器官の上方に位置決めされたとき管電流を減少させ、ガントリが患者の頭の背後に位置決めされたときは管電流を増大させる。管電流の調節(ステップ240)の後、本方法及び/又はコンピュータ・プログラムは、選択したノイズ指数を作成するために使用される調節済み管電流分布を作成する(ステップ242)。敏感な器官についての調節が希望されない場合(ステップ244)、再び調節済み管電流分布を作成し(ステップ242)、そして本方法及び/又はコンピュータ・プログラムはステップ246で終了する。
【0039】
ここで図10について説明すると、管電流分布のオペレータ制御ができるように構成された一つの代表的なグラフィカル・ユーザ・インターフェース248が示されている。オペレータは自動的管電流作成250を選択し、管電流が生じ得るような最小値252と最大値254との間の管電流値の範囲を指定することができる。この代わりに、オペレータは手動管電流作成256を選択し、所望の管電流値258を指定することができる。
【0040】
デフォルト・ノイズ指数260は、IQ262、標準照射線量264及び低照射線量266の選択値うちの1つを選択することによって作成される。IQ選択値262は、標準照射線量264よりも一定量だけ高い管電流値を持つX線管電流分布を提供する。標準照射線量264は低照射線量選択値266よりも一定量だけ高い。希望により、相対照射線量268又はノイズ指数値を調節選択部270によって増減させることができる。好ましい実施形態では、調節選択部はノイズ指数を5パーセントの変分で変えるように構成される。しかし、本発明では他の変分的(段階的)な又は連続的な調節も行い得る。この代わりに、入力部274に直接に入力することによって、ノイズ指数272を直接調節することもできる。OK選択部276を選んだとき、最終的な管電流分布が生成される。不適正なデータが入力された場合、又はオペレータが新しい一組のデータを入力したい場合、取消し選択部278を利用して、管電流分布の作成を選択し直すことができる。
【0041】
図10は、管電流分布を修正変更し作成するためのコンピュータ・ユーザ・インターフェースによる一つの方法を示しているが、当業者に知られている他の構成も本発明の範囲内にあると考えられる。
【0042】
本発明の一面によれば、CTスキャナのような放射線放出型医用イメージング装置のために撮像データを処理する方法を提供し、本方法は、画像用途識別子及び一組の走査パラメータ値を受け取るステップ、及び受け取った一組の走査パラメータ値から予測ノイズ指数を自動的に作成するステップを含んでいる。本方法はまた、ユーザによって選択された場合に少なくとも予測ノイズ指数に基づいてX線源のX線管電流分布を作成するステップも含んでいる。好ましいノイズ指数が設定された場合、本方法では、最終的な管電流分布を作成し、この管電流分布により撮像データを取得する。
【0043】
本発明の別の一面によれば、放射線放出型医用イメージング装置のために撮像データを処理する方法を提供し、本方法は、患者又は物体のような対象物の撮像データを取得するステップ、及び複数の小領域を持つ領域について一組の投影を作成するステップを含んでいる。本方法はまた目標ノイズ指数を取得する。目標ノイズ指数はスカウト走査を使用して取得することができる。本方法は更に、目標ノイズ指数に従ってX線電流分布を作成するステップ、及びVOI内の各々の小領域について最小の許容可能な照射線量にするために、前記作成された電流分布についてユーザによる対話型の調節を可能にするステップを含んでいる。
【0044】
本発明の更に別の一面によれば、コンピュータ断層撮影システムを提供する。本システムは、対象物へ向かって投射するための投射源と、対象物によって減弱された高周波電磁エネルギを受け取る検出器とを含んでいる。検出器は、複数の電気的相互接続部によってデータ処理システムへ伝送される出力を生成する。本システムはまた、VOIについて複数の初期投影を構成すると共に、ユーザ入力を受け取って目標ノイズ指数を作成するようにプログラムされているコンピュータを含んでいる。コンピュータはまた、目標ノイズ指数及び予測ノイズ指数に従って管電流分布を作成し、該管電流分布をVOIの1つ以上の部分について変更することができるように該管電流分布をコンソール上に表示するようにプログラムされている。管電流分布は一組のデータとして、或いはグラフィカル・ユーザ・インターフェースとして表示することができる。コンピュータは更に、管電流の変更に基づいてVOIの1つ以上の部分について患者X線照射線量を調節するようにプログラムされている。
【0045】
本発明の更に別の一面によれば、一組の命令を持つコンピュータ・プログラムを記憶したコンピュータ読出し可能な媒体を提供し、該一組の命令は、コンピュータによって実行されたとき、コンピュータに、対象物のVOIの予備走査データを取得させて、予備走査データから予測ノイズ指数を作成させる。コンピュータ・プログラムはまた、予測ノイズ指数及び目標ノイズ指数に基づいて管電流分布を作成させ、またオペレータによる管電流分布の少なくとも一部分の選択的調節を受けさせる命令を持っている。この選択的調節は、管電流分布のユーザによる解析に基づいてVOIの対応する部分について走査照射線量を調節するように構成されている。
【0046】
本発明の更に別の一面によれば、放射線放出型医用装置を提供し、この医用装置は、走査パラメータを受け取る手段と、走査パラメータを自動的に調節して、患者についての所望の目標画像品質を生成する手段とを含んでいる。この医用装置はまた、前記の調節された走査パラメータに基づいて管電流分布を修正する手段と、患者の画像を再構成するために前記の修正された管電流分布を使用して患者を走査する手段とを含んでいる。
【0047】
本発明を好ましい実施形態について説明したが、上述したもの以外に、等価物、代替物及び変更物も特許請求の範囲内で可能であることが認められる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を取り入れるCTイメージング・システムの外観図である。
【図2】図1に示したシステムの概略ブロック図である。
【図3】図1及び図2のシステムで具現化される本発明のプロセスを示すフローチャートである。
【図4】ノイズ指数を予測するプロセスを示すフローチャートである。
【図5】ノイズ指数を予測する別のプロセスを示すフローチャートである。
【図6】図3の選択したノイズ指数について最終的な管電流分布を作成するプロセスを示すフローチャートである。
【図7】ノイズ指数を予測し、図3の選択したノイズ指数についてファントムを使用して最終的な管電流分布を作成するプロセスを示すフローチャートである。
【図8】図3の選択したノイズ指数について最終的な管電流分布を作成する別のプロセスを示すフローチャートである。
【図9】最終的な管電流分布を調節して調節済み管電流分布を作成するプロセスを示すフローチャートである。
【図10】ノイズ指数を選択するための代表的なコンピュータ・ユーザ・インターフェースである。
【符号の説明】
10 コンピュータ断層撮影イメージング・システム
12 ガントリ
14 X線源
16 X線ビーム
18 検出器アレイ
20 検出器
22 患者
26 制御機構
46 テーブル
48 ガントリ開口部
50 軸
52 心臓領域
54 非心臓領域
Claims (10)
- ガントリに装着され、対象物(22)へ向けて高周波エネルギを投射するX線源(14)と、
前記対象物(22)によって減弱した高周波電磁エネルギを受け取る検出器(20)と、
検出器出力をデータ処理システム(32)へ伝送するように構成された複数の電気的相互接続部と、
VOIについて複数の初期投影を構成し(126)、
ユーザ入力を受け取って目標ノイズ指数を作成し(128)、
前記目標ノイズ指数及び予測ノイズ指数に従って管電流分布を作成し(146,174,210)、
前記目標ノイズ指数及び前記管電流分布をVOIの1つ以上の部分について変更できるようにするために前記管電流分布を表示し、
前記目標ノイズ指数又は前記管電流分布のユーザによる変更に基づいてVOIの1つ以上の部分について、走査照射線量を調節し(148,174,210)、
前記ユーザにより変更された目標ノイズ指数又は管電流分布に従って管電流分布又は目標ノイズ指数を再作成し(146,174,210)、
該再作成された目標ノイズ指数又は管電流分布をVOIの1つ以上の部分について変更できるようにするために前記目標ノイズ指数及び前記管電流分布を表示し、
表示された目標ノイズ指数及び管電流分布のユーザによる変更がないことに基づいて(158,184,220)、VOIの1つ以上の部分について、最終的な走査照射線量を決定し(160,186,222)、
決定された前記最終的な走査照射線量に基づいて前記VOIについて撮像データを取得する(112)ようにプログラムされているコンピュータ(36)と、を有しており、
患者の非対称性を考慮するためにX線照射線量が前記X線源が装着されたガントリの角度につれて変わる、
コンピュータ断層撮影システム(10)。 - 前記コンピュータ(36)は更に、前記複数の初期投影をコンソール上に表示させるようにプログラムされている、請求項1記載のシステム(10)。
- 前記コンピュータ(36)は更に、患者の非対称性に基づいて患者に対するより低いX線照射線量を表す実効管電流分布を作成し(232)、前記実効管電流分布のグラフィカル表現をコンソール上に表示させるようにプログラムされている、請求項1又は2に記載のシステム(10)。
- 前記コンピュータ(36)は更に、前記VOIの選択した領域についての直接的なユーザによる目標ノイズ入力(122)に基づいて前記管電流分布を変更するようにプログラムされている、請求項1乃至3のいずれかに記載のシステム(10)。
- 前記コンピュータ(36)は更に、患者の性別、年齢、体重及び解剖学的データを記憶している患者の人口統計上のデータベースを呼び出す(124)ことによって前記管電流分布を定義するようにプログラムされている、請求項1乃至4のいずれかに記載のシステム(10)。
- 前記コンピュータ(36)は、前記対象物(22)のスカウト画像の可視表示を作成し、実効管電流分布を作成し(232)、次いで前記実効管電流分布を描画して、前記対象物(22)の画像を作成することのできる一層低い管電流を表示する、請求項1乃至5のいずれかに記載のシステム(10)。
- 前記対象物(22)は患者を含んでおり、前記コンピュータ(36)は、目、卵巣、胸部、生殖腺を含む放射線に敏感な解剖学的領域の撮像データを取得するための照射線量を下げる(246)、請求項1乃至6のいずれかに記載のシステム(10)。
- 管電流分布を修正する前記手段は、グラフィカル調節及び直接入力調節のうちの一方(122)を含んでいる、請求項1乃至7のいずれかに記載のシステム(10)。
- 管電流分布を修正する前記手段(148,174,210)は、管電流分布の一部分のみ修正する手段(151,177,213)を含んでいる、請求項1乃至8のいずれかに記載のシステム(10)。
- 一組の命令を持つコンピュータ・プログラムを記憶したコンピュータ読出し可能な媒体であって、該一組の命令は、コンピュータ(36)によって実行されたとき、前記コンピュータ(36)に、対象物のVOIの予備走査データを取得させ(104)、前記予備走査データから予測ノイズ指数を作成させ(106)、前記予測ノイズ指数及び目標ノイズ指数に基づいて管電流分布を作成させ(146,172,213)、
前記目標ノイズ指数及び前記管電流分布をVOIの1つ以上の部分について変更できるようにするために前記管電流分布を表示させ、
前記目標ノイズ指数又は前記管電流分布のユーザによる変更に基づいてVOIの1つ以上の部分について、X線源(14)が前記対象物へ向けて投射する高周波エネルギの走査照射線量を調節させ(148,174,210)、
前記ユーザにより変更された目標ノイズ指数又は管電流分布に従って管電流分布又は目標ノイズ指数を再作成させ(146,174,210)、
該再作成された目標ノイズ指数又は管電流分布をVOIの1つ以上の部分について変更できるようにするために前記目標ノイズ指数及び前記管電流分布を表示させ、
表示された目標ノイズ指数及び管電流分布のユーザによる変更がないことに基づいて(158,184,220)、VOIの1つ以上の部分について、最終的な走査照射線量を決定させる(160,186,222)ように構成されており、
患者の非対称性を考慮するために走査照射線量が前記X線源が装着されたガントリの角度につれて変わる、コンピュータ読出し可能な媒体。
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