JP6929695B2 - Medical diagnostic imaging equipment and management equipment - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、医用画像診断装置及び管理装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to medical diagnostic imaging equipment and management equipment.
従来、X線CT装置(CT;Computed Tomography)を用いた検査においては、被検体に造影剤を投与した造影スキャンが実行される場合がある。かかる場合、X線CT装置は、被検体の身長や体重、BMI(Body Mass Index)などを用いて被検体に投与する造
影剤の注入条件を決定する。
Conventionally, in an examination using an X-ray CT apparatus (CT; Computed Tomography), a contrast scan in which a contrast agent is administered to a subject may be executed. In such a case, the X-ray CT apparatus determines the injection conditions of the contrast medium to be administered to the subject using the height and weight of the subject, BMI (Body Mass Index), and the like.
本発明が解決しようとする課題は、被検体に投与する造影剤の注入条件を正確に決定することを可能とする医用画像診断装置及び管理装置を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a medical diagnostic imaging apparatus and a management apparatus capable of accurately determining injection conditions of a contrast medium to be administered to a subject.
実施形態の医用画像診断装置は、取得部と、検出部と、導出部と、制御部とを備える。取得部は、被検体の画像データを取得する。検出部は、前記画像データにおける前記被検体の複数の部位をそれぞれ検出する。導出部は、前記検出部の検出結果から、当該被検体内の構成物に係る情報を導出する。制御部は、前記構成物に係る情報に基づいて、造影スキャンにおいて前記被検体に投与する造影剤の注入条件を決定する。 The medical image diagnostic apparatus of the embodiment includes an acquisition unit, a detection unit, a derivation unit, and a control unit. The acquisition unit acquires the image data of the subject. The detection unit detects each of a plurality of parts of the subject in the image data. The derivation unit derives information relating to the constituents in the subject from the detection result of the detection unit. The control unit determines the injection conditions of the contrast medium to be administered to the subject in the contrast scan based on the information related to the components.
以下、添付図面を参照して、医用画像診断装置及び管理装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下、X線CT(Computed Tomography)装置を含む医用情報処理システムを例に挙げて説明する。なお、図1に示す医用情報処理システム100においては、サーバ装置と端末装置とがそれぞれ1台のみ示されているが、実際にはさらに複数のサーバ装置と端末装置とを含むことができる。また、医用情報処理システム100は、例えば、X線診断装置、MRI(Magnetic Resonance Imaging)装置、超音波診断装置などの医用画像診断装置を含むこともできる。
Hereinafter, embodiments of the medical diagnostic imaging apparatus and the management apparatus will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, a medical information processing system including an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus will be described as an example. In the medical
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る医用情報処理システム100の構成の一例を示す図である。図1に示すように、第1の実施形態に係る医用情報処理システム100は、X線CT装置1と、サーバ装置2と、端末装置3とを備える。X線CT装置1と、サーバ装置2と、端末装置3とは、例えば、病院内に設置された院内LAN(Local Area Network)により、直接的、又は間接的に相互に通信可能な状態となっている。例えば、医用情報処理システム100にPACS(Picture Archiving and Communication System)が導入されている場合、各装置は、DICOM(Digital Imaging and Communications in
Medicine)規格に則って、医用画像等を相互に送受信する。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the medical
Medicine) Send and receive medical images, etc. to and from each other in accordance with the standard.
また、医用情報処理システム100においては、例えば、HIS(Hospital Information System)や、RIS(Radiology Information System)などが導入され、各種情
報が管理される。例えば、端末装置3は、上記したシステムに沿って作成された検査オーダーをX線CT装置1やサーバ装置2に送信する。X線CT装置1は、端末装置3から直接受信した検査オーダー、或いは、検査オーダーを受信したサーバ装置2によって作成されたモダリティごとの患者リスト(モダリティワークリスト)から患者情報を取得して、患者ごとのX線CT画像データを収集する。そして、X線CT装置1は、収集したX線CT画像データや、X線CT画像データに対して各種画像処理を行うことで生成した画像データをサーバ装置2に送信する。サーバ装置2は、X線CT装置1から受信したX線CT画像データ及び画像データを記憶するとともに、X線CT画像データから画像データの生成を行い、端末装置3からの取得要求に応じた画像データを端末装置3に送信する。端末装置3は、サーバ装置2から受信した画像データをモニタなどに表示する。以下、各装置について説明する。
Further, in the medical
端末装置3は、病院内の各診療科に配置され、各診療科に勤務する医師によって操作される装置であり、PC(Personal Computer)やタブレット式PC、PDA(Personal Digital Assistant)、携帯電話等である。例えば、端末装置3は、医師によって患者の症状や医師の所見などのカルテ情報が入力される。また、端末装置3は、X線CT装置1による検査をオーダーするための検査オーダーが入力され、入力された検査オーダーをX線CT装置1やサーバ装置2に送信する。すなわち、診療科の医師は、端末装置3を操作して、来院した患者の受付情報と電子カルテの情報とを読み出し、該当する患者の診察を行い、読み出した電子カルテにカルテ情報を入力する。そして、診療科の医師は、X線CT装置1による検査の要否に応じて、端末装置3を操作して検査オーダーを送信する。
The terminal device 3 is a device that is arranged in each clinical department in the hospital and operated by a doctor working in each clinical department, and is a PC (Personal Computer), a tablet PC, a PDA (Personal Digital Assistant), a mobile phone, or the like. Is. For example, in the terminal device 3, medical record information such as a patient's symptom and a doctor's findings is input by a doctor. Further, the terminal device 3 is input with an inspection order for ordering the inspection by the
サーバ装置2は、医用画像診断装置によって収集された医用画像(例えば、X線CT装
置1によって収集されたX線CT画像データ及び画像データ)を記憶したり、医用画像に対して各種画像処理を行ったりする装置であり、例えば、PACSサーバなどである。例えば、サーバ装置2は、各診療科に配置された端末装置3から複数の検査オーダーを受信して、医用画像診断装置ごとに患者リストを作成して、作成した患者リストを各医用画像診断装置に送信する。一例を挙げると、サーバ装置2は、X線CT装置1による検査を実施するための検査オーダーを各診療科の端末装置3からそれぞれ受信して患者リストを作成し、作成した患者リストをX線CT装置1に送信する。そして、サーバ装置2は、X線CT装置1によって収集されたX線CT画像データ及び画像データを記憶し、端末装置3からの取得要求に応じて、X線CT画像データ及び画像データを端末装置3に送信する。
The
X線CT装置1は、患者ごとのX線CT画像データを収集して、収集したX線CT画像データや、X線CT画像データに対して各種画像処理を行うことで生成した画像データをサーバ装置2に送信する。図2は、第1の実施形態に係るX線CT装置1の構成の一例を示す図である。図2に示すように、第1の実施形態に係るX線CT装置1は、架台10と、寝台20と、コンソール30とを有する。また、X線CT装置1は、図2には図示しない造影剤インジェクタに接続される。
The
架台10は、被検体P(患者)にX線を照射し、被検体Pを透過したX線を検出して、コンソール30に出力する装置であり、X線照射制御回路11と、X線発生装置12と、検出器13と、データ収集回路(DAS:Data Acquisition System)14と、回転フ
レーム15と、架台駆動回路16とを有する。なお、データ収集回路14は、取得部の一例である。
The
回転フレーム15は、X線発生装置12と検出器13とを被検体Pを挟んで対向するように支持し、後述する架台駆動回路16によって被検体Pを中心した円軌道にて高速に回転する円環状のフレームである。
The rotating
X線照射制御回路11は、高電圧発生部として、X線管12aに高電圧を供給する装置であり、X線管12aは、X線照射制御回路11から供給される高電圧を用いてX線を発生する。X線照射制御回路11は、後述するスキャン制御回路33の制御により、X線管12aに供給する管電圧や管電流を調整することで、被検体Pに対して照射されるX線量を調整する。
The X-ray irradiation control circuit 11 is a device that supplies a high voltage to the
また、X線照射制御回路11は、ウェッジ12bの切り替えを行う。また、X線照射制御回路11は、コリメータ12cの開口度を調整することにより、X線の照射範囲(ファン角やコーン角)を調整する。なお、本実施形態は、複数種類のウェッジを、操作者が手動で切り替える場合であっても良い。
Further, the X-ray irradiation control circuit 11 switches the
X線発生装置12は、X線を発生し、発生したX線を被検体Pへ照射する装置であり、X線管12aと、ウェッジ12bと、コリメータ12cとを有する。
The
X線管12aは、図示しない高電圧発生部により供給される高電圧により被検体PにX線ビームを照射する真空管であり、回転フレーム15の回転にともなって、X線ビームを被検体Pに対して照射する。X線管12aは、ファン角及びコーン角を持って広がるX線ビームを発生する。例えば、X線照射制御回路11の制御により、X線管12aは、フル再構成用に被検体Pの全周囲でX線を連続曝射したり、ハーフ再構成用にハーフ再構成可能な曝射範囲(180度+ファン角)でX線を連続曝射したりすることが可能である。また、X線照射制御回路11の制御により、X線管12aは、予め設定された位置(管球位置)でX線(パルスX線)を間欠曝射したりすることが可能である。また、X線照射制御回路11は、X線管12aから曝射されるX線の強度を変調させることも可能である。例えば、X線照射制御回路11は、特定の管球位置では、X線管12aから曝射されるX線
の強度を強くし、特定の管球位置以外の範囲では、X線管12aから曝射されるX線の強度を弱くする。
The
ウェッジ12bは、X線管12aから曝射されたX線のX線量を調節するためのX線フィルタである。具体的には、ウェッジ12bは、X線管12aから被検体Pへ照射されるX線が、予め定められた分布になるように、X線管12aから曝射されたX線を透過して減衰するフィルタである。例えば、ウェッジ12bは、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウムを加工したフィルタである。なお、ウェッジは、ウェッジフィルタ(wedge filter)や、ボウタイフィルタ(bow-tie filter)とも呼ばれる。
The
コリメータ12cは、後述するX線照射制御回路11の制御により、ウェッジ12bによってX線量が調節されたX線の照射範囲を絞り込むためのスリットである。
The collimator 12c is a slit for narrowing down the X-ray irradiation range in which the X-ray dose is adjusted by the
架台駆動回路16は、回転フレーム15を回転駆動させることによって、被検体Pを中心とした円軌道上でX線発生装置12と検出器13とを旋回させる。
The
検出器13は、被検体Pを透過したX線を検出する2次元アレイ型検出器(面検出器)であり、複数チャンネル分のX線検出素子を配してなる検出素子列が被検体Pの体軸方向(図2に示すZ軸方向)に沿って複数列配列されている。具体的には、第1の実施形態における検出器13は、被検体Pの体軸方向に沿って320列など多列に配列されたX線検出素子を有し、例えば、被検体Pの肺や心臓を含む範囲など、広範囲に被検体Pを透過したX線を検出することが可能である。
The
データ収集回路14は、DASであり、検出器13が検出したX線の検出データから、投影データを収集する。例えば、データ収集回路14は、検出器13により検出されたX線強度分布データに対して、増幅処理やA/D変換処理、チャンネル間の感度補正処理等を行なって投影データを生成し、生成した投影データを後述するコンソール30に送信する。例えば、回転フレーム15の回転中に、X線管12aからX線が連続曝射されている場合、データ収集回路14は、全周囲分(360度分)の投影データ群を収集する。また、データ収集回路14は、収集した各投影データに管球位置を対応付けて、後述するコンソール30に送信する。管球位置は、投影データの投影方向を示す情報となる。なお、チャンネル間の感度補正処理は、後述する前処理回路34が行なっても良い。
The
寝台20は、被検体Pを載せる装置であり、図2に示すように、寝台駆動装置21と、天板22とを有する。寝台駆動装置21は、天板22をZ軸方向へ移動して、被検体Pを回転フレーム15内に移動させる。天板22は、被検体Pが載置される板である。
The sleeper 20 is a device on which the subject P is placed, and has a
なお、架台10は、例えば、天板22を移動させながら回転フレーム15を回転させて被検体Pをらせん状にスキャンするヘリカルスキャンを実行する。または、架台10は、天板22を移動させた後に被検体Pの位置を固定したままで回転フレーム15を回転させて被検体Pを円軌道にてスキャンするコンベンショナルスキャンを実行する。または、架台10は、天板22の位置を一定間隔で移動させてコンベンショナルスキャンを複数のスキャンエリアで行うステップアンドシュート方式を実行する。
The
コンソール30は、操作者によるX線CT装置1の操作を受け付けるとともに、架台10によって収集された投影データを用いてX線CT画像データを再構成する装置である。コンソール30は、図2に示すように、入力回路31と、ディスプレイ32と、スキャン制御回路33と、前処理回路34と、記憶回路35と、画像再構成回路36と、処理回路37とを有する。なお、前処理回路34及び画像再構成回路36は、取得部の一例である。
The
入力回路31は、X線CT装置1の操作者が各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック等を有し、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、処理回路37に転送する。例えば、入力回路31は、操作者から、X線CT画像データの撮影条件や、X線CT画像データを再構成する際の再構成条件、X線CT画像データに対する画像処理条件等を受け付ける。また、入力回路31は、被検体Pに対する検査を選択するための操作を受け付ける。また、入力回路31は、画像上の部位を指定するための指定操作を受け付ける。
The
ディスプレイ32は、操作者によって参照されるモニタであり、処理回路37による制御のもと、X線CT画像データから生成された画像データを操作者に表示したり、入力回路31を介して操作者から各種指示や各種設定等を受け付けるためのGUI(Graphical
User Interface)を表示したりする。また、ディスプレイ32は、スキャン計画の計
画画面や、スキャン中の画面などを表示する。また、ディスプレイ32は、被曝情報を含む仮想患者画像や画像データなどを表示する。なお、ディスプレイ32によって表示される仮想患者画像については、後に詳述する。
The
User Interface) is displayed. In addition, the
スキャン制御回路33は、処理回路37による制御のもと、X線照射制御回路11、架台駆動回路16、データ収集回路14及び寝台駆動装置21の動作を制御することで、架台10における投影データの収集処理を制御する。具体的には、スキャン制御回路33は、位置決め画像(スキャノ画像)を収集する撮影及び診断に用いる画像を収集する本撮影(スキャン)における投影データの収集処理をそれぞれ制御する。ここで、第1の実施形態に係るX線CT装置1においては、2次元のスキャノ画像及び3次元のスキャノ画像を撮影することができる。
The
例えば、スキャン制御回路33は、X線管12aを0度の位置(被検体Pに対して正面方向の位置)に固定して、天板22を定速移動させながら連続的に撮影を行うことで2次元のスキャノ画像を撮影する。或いは、スキャン制御回路33は、X線管12aを0度の位置に固定して、天板22を断続的に移動させながら、天板移動に同期して断続的に撮影を繰り返すことで2次元のスキャノ画像を撮影する。ここで、スキャン制御回路33は、被検体Pに対して正面方向だけでなく、任意の方向(例えば、側面方向など)から位置決め画像を撮影することができる。
For example, the
また、スキャン制御回路33は、スキャノ画像の撮影において、被検体Pに対する全周分の投影データを収集することで、3次元のスキャノ画像を撮影する。図3は、第1の実施形態に係るスキャン制御回路33による3次元のスキャノ画像撮影を説明するための図である。例えば、スキャン制御回路33は、図3に示すように、ヘリカルスキャン或いはノンヘリカルスキャンによって被検体Pに対する全周分の投影データを収集する。ここで、スキャン制御回路33は、被検体Pの胸部全体、腹部全体、上半身全体、全身などの広範囲に対して本撮影よりも低線量でヘリカルスキャン或いはノンヘリカルスキャンを実行する。ノンヘリカルスキャンとしては、例えば、上述のステップアンドシュート方式のスキャンが実行される。
In addition, the
このように、スキャン制御回路33が被検体Pに対する全周分の投影データを収集することで、後述する画像再構成回路36が、3次元のX線CT画像データ(ボリュームデータ)を再構成することができ、図3に示すように、再構成したボリュームデータを用いて任意の方向から位置決め画像を生成することが可能になる。ここで、位置決め画像を2次元で撮影するか、或いは、3次元で撮影するかは、操作者によって任意に設定する場合でもよく、或いは、検査内容に応じて予め設定される場合でもよい。
In this way, the
図2に戻って、前処理回路34は、データ収集回路14によって生成された投影データ
に対して、対数変換処理と、オフセット補正、感度補正及びビームハードニング補正等の補正処理とを行なって、補正済みの投影データを生成する。具体的には、前処理回路34は、データ収集回路14によって生成された位置決め画像の投影データ及び本撮影によって収集された投影データのそれぞれについて、補正済みの投影データを生成して、記憶回路35に格納する。
Returning to FIG. 2, the
記憶回路35は、前処理回路34により生成された投影データを記憶する。具体的には、記憶回路35は、前処理回路34によって生成された、位置決め画像の投影データ及び本撮影によって収集される診断用の投影データを記憶する。また、記憶回路35は、後述する画像再構成回路36によって生成された画像データや仮想患者画像を記憶する。また、記憶回路35は、後述する処理回路37による処理結果を適宜記憶する。なお、仮想患者画像及び処理回路37による処理結果については、後述する。
The
画像再構成回路36は、記憶回路35が記憶する投影データを用いてX線CT画像データを再構成する。具体的には、画像再構成回路36は、位置決め画像の投影データ及び診断に用いられる画像の投影データから、X線CT画像データをそれぞれ再構成する。ここで、再構成方法としては、種々の方法があり、例えば、逆投影処理が挙げられる。また、逆投影処理としては、例えば、FBP(Filtered Back Projection)法による逆投影処理が挙げられる。或いは、画像再構成回路36は、逐次近似法を用いて、X線CT画像データを再構成することもできる。
The
また、画像再構成回路36は、X線CT画像データに対して各種画像処理を行うことで、画像データを生成する。そして、画像再構成回路36は、再構成したX線CT画像データや、各種画像処理により生成した画像データを記憶回路35に格納する。
Further, the
処理回路37は、架台10、寝台20及びコンソール30の動作を制御することによって、X線CT装置1の全体制御を行う。具体的には、処理回路37は、スキャン制御回路33を制御することで、架台10で行なわれるCTスキャンを制御する。また、処理回路37は、画像再構成回路36を制御することで、コンソール30における画像再構成処理や画像生成処理を制御する。また、処理回路37は、記憶回路35が記憶する各種画像データを、ディスプレイ32に表示するように制御する。
The processing circuit 37 controls the entire operation of the
また、処理回路37は、図2に示すように、検出機能37a、位置照合機能37b、及び制御機能37cを実行する。ここで、例えば、図2に示す処理回路37の構成要素である検出機能37a、位置照合機能37b、及び制御機能37cが実行する各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路35に記録されている。処理回路37は、各プログラムを記憶回路35から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路37は、図2の処理回路37内に示された各機能を有することとなる。なお、検出器機能37aは、検出部の一例であり、制御機能37cは、導出部及び制御部の一例である。
Further, as shown in FIG. 2, the processing circuit 37 executes the
検出機能37aは、3次元画像データにおける被検体Pの複数の部位をそれぞれ検出する。具体的には、検出機能37aは、画像再構成回路36によって再構成された3次元のX線CT画像データ(ボリュームデータ)に含まれる臓器などの部位を検出する。例えば、検出機能37aは、位置決め画像のボリュームデータ及び診断に用いられる画像のボリュームデータのうち少なくとも一方について、解剖学的な特徴点(Anatomical Landmark)に基づいて臓器などの部位を検出する。ここで、解剖学的な特徴点とは、特定の骨や臓器、血管、神経、内腔などの部位の特徴を示す点である。すなわち、検出機能37aは、特定の臓器や骨などの解剖学的な特徴点を検出することによって、ボリュームデータに含まれる骨や臓器、血管、神経、内腔などを検出する。また、検出機能37aは、
人体の特徴的な特徴点を検出することで、ボリュームデータに含まれる頭部、首、胸部、腹部、足などの位置を検出することもできる。なお、本実施形態で説明する部位は、骨や臓器、血管、神経、内腔などにこれらの位置も含めたものを意味する。以下、検出機能37aによる部位の検出の一例について説明する。なお、検出機能37aが実行する「部位の検出処理」のことを「AL解析」とも言う。
The
By detecting the characteristic feature points of the human body, it is possible to detect the positions of the head, neck, chest, abdomen, legs, etc. included in the volume data. The site described in the present embodiment means a bone, an organ, a blood vessel, a nerve, a lumen, or the like including these positions. Hereinafter, an example of detecting a portion by the
例えば、検出機能37aは、位置決め画像のボリュームデータ、或いは、診断に用いられる画像のボリュームデータにおいて、ボリュームデータに含まれるボクセルの値から解剖学的な特徴点を抽出する。そして、検出機能37aは、教科書などの情報における解剖学的な特徴点の3次元的な位置と、ボリュームデータから抽出した特徴点の位置とを比較することによって、ボリュームデータから抽出した特徴点の中から不正確な特徴点を除去して、ボリュームデータから抽出した特徴点の位置を最適化する。これにより、検出機能37aは、ボリュームデータに含まれる被検体Pの各部位を検出する。一例を挙げると、検出機能37aは、まず、教師あり機械学習アルゴリズムを用いて、ボリュームデータに含まれる解剖学的な特徴点を抽出する。ここで、上記した教師あり機械学習アルゴリズムは、正しい解剖学的な特徴点が手動で配置された複数の教師画像を用いて構築されたものであり、例えば、ディシジョンフォレスト(decision forest)などが利用される。
For example, the
そして、検出機能37aは、身体における解剖学的な特徴点の3次元的な位置関係を示すモデルと、抽出した特徴点とを比較することで、抽出した特徴点を最適化する。ここで、上記したモデルは、上述した教師画像を用いて構築されたものであり、例えば、点分布モデルなどが利用される。すなわち、検出機能37aは、正しい解剖学的な特徴点が手動で配置された複数の教師画像に基づいて部位の形状や位置関係、部位に固有な点などが定義されたモデルと、抽出した特徴点とを比較することで、不正確な特徴点を除去して、特徴点を最適化する。
Then, the
以下、図4A,4B,5,6を用いて、検出機能37aによる部位の検出処理の一例を説明する。図4A,4B,5,6は、第1の実施形態に係る検出機能37aによる部位の検出処理の一例を説明するための図である。なお、図4A,4Bにおいては、2次元上に特徴点を配置しているが、実際には、特徴点は3次元的に配置される。例えば、検出機能37aは、ボリュームデータに対して教師あり機械学習アルゴリズムを適用することで、図4Aに示すように、解剖学的な特徴点とみなすボクセルを抽出する(図中の黒点)。そして、検出機能37aは、抽出したボクセルの位置を、部位の形状や位置関係、部位に固有な点などが定義されたモデルにフィッティングさせることで、図4Bに示すように、抽出したボクセルのうち不正確な特徴点を除去して、より正確な特徴点に対応するボクセルのみを抽出する。
Hereinafter, an example of the site detection process by the
ここで、検出機能37aは、抽出した特徴点(ボクセル)に対して、各部位の特徴を示す特徴点を識別するための識別コードを付与し、識別コードと各特徴点の位置(座標)情報とを対応づけた情報を画像データに付帯させて記憶回路35に格納する。例えば、検出機能37aは、図4Bに示すように、抽出した特徴点(ボクセル)に対して、C1、C2、C3などの識別コードを付与する。ここで、検出機能37aは、検出処理を行ったデータごとにそれぞれ識別コードを付帯させて、記憶回路35に格納する。具体的には、検出機能37aは、位置決め画像の投影データ、非造影下で収集された投影データ、及び、造影剤によって造影された状態で収集された投影データのうち、少なくとも1つの投影データから再構成されたボリュームデータに含まれる被検体の部位を検出する。
Here, the
例えば、検出機能37aは、図5に示すように、位置決め画像のボリュームデータ(図中、位置決め)から検出した各ボクセルの座標に識別コードを対応付けた情報をボリュームデータに付帯させて記憶回路35に格納する。一例を挙げると、検出機能37aは、位
置決め画像のボリュームデータから標識点の座標を抽出して、図5に示すように、「識別コード:C1、座標(x1, y1, z1)」、「識別コード:C2、座標(x2, y2,
z2)」などをボリュームデータに対応付けて格納する。これにより、検出機能37aは
、位置決め画像のボリュームデータにおけるどの位置にどのような特徴点があるかを識別することができ、これらの情報に基づいて臓器などの各部位を検出することができる。
For example, as shown in FIG. 5, the
z 2 ) ”etc. are stored in association with the volume data. Thereby, the
また、検出機能37aは、例えば、図5に示すように、診断用の画像のボリュームデータ(図中、スキャン)から検出した各ボクセルの座標に識別コードを対応付けた情報をボリュームデータに付帯させて記憶回路35に格納する。ここで、検出機能37aは、スキャンにおいて、造影剤によって造影されたボリュームデータ(図中、造影Phase)と、造影剤によって造影されていないボリュームデータ(図中、非造影Phase)とから、それぞれ標識点の座標を抽出して、抽出した座標に識別コードを対応付けることができる。
Further, as shown in FIG. 5, for example, the
一例を挙げると、検出機能37aは、診断用の画像のボリュームデータのうち、非造影Phaseのボリュームデータから標識点の座標を抽出して、図5に示すように、「識別コード:C1、座標(x’1, y’1, z’1)」、「識別コード:C2、座標(x’2,
y’2, z’2)」などをボリュームデータに対応付けて格納する。また、検出機能3
7aは、診断用の画像のボリュームデータのうち、造影Phaseのボリュームデータから標識点の座標を抽出して、図5に示すように、「識別コード:C1、座標(x’1, y’1, z’1)」、「識別コード:C2、座標(x’2, y’2, z’2)」などをボリュームデータに対応付けて格納する。ここで、造影Phaseのボリュームデータから標識点を抽出する場合、造影されることで抽出可能となる標識点が含まれる。例えば、検出機能37aは、造影Phaseのボリュームデータから標識点を抽出する場合、造影剤によって造影された血管などを抽出することができる。従って、造影Phaseのボリュームデータの場合、検出機能37aは、図5に示すように、造影することで抽出された血管などの標識点の座標(x’31, y’31, z’31)〜座標(x’34, y’34, z’34)などに、それぞれの血管を識別するための識別コードC31、C32、C33及びC34などを対応付ける。
As an example, the
y '2, z' 2) "storing in association with such a volume data. In addition, detection function 3
7a, of the volume data of the image for diagnosis, and extracting coordinates of landmark from the volume data of the contrast Phase, as shown in FIG. 5, "identification code: C1, coordinates (x '1, y' 1 , z '1) "," identification code: C2, coordinates (x' 2, y '2 , z' 2) "storing in association with such a volume data. Here, when the labeled points are extracted from the volume data of the contrast-enhanced Phase, the labeled points that can be extracted by being contrast-enhanced are included. For example, the
上述したように、検出機能37aは、位置決め画像、或いは、診断用の画像のボリュームデータにおけるどの位置にどのような標識点があるかを識別することができ、これらの情報に基づいて臓器などの各部位を検出することができる。例えば、検出機能37aは、検出の対象となる対象部位と、対象部位の周辺の部位との解剖学的な位置関係の情報を用いて、対象部位の位置を検出する。一例を挙げると、検出機能37aは、対象部位を「肺」とした場合、肺の特徴を示す識別コードに対応付けられた座標情報を取得するとともに、「肋骨」や「鎖骨」、「心臓」、「横隔膜」など、「肺」の周囲の部位を示す識別コードに対応付けられた座標情報を取得する。そして、検出機能37aは、「肺」と周囲の部位との解剖学的な位置関係の情報と、取得した座標情報とを用いて、ボリュームデータにおける「肺」の領域を抽出する。
As described above, the
例えば、検出機能37aは、「肺尖:鎖骨の2〜3cm上方」や、「肺の下端:第7肋骨の高さ」などの位置関係の情報と、各部位の座標情報とから、図6に示すように、ボリュームデータにおいて「肺」に相当する領域R1を抽出する。すなわち、検出機能37aは、ボリュームデータにおける領域R1のボクセルの座標情報を抽出する。検出機能37aは、抽出した座標情報を部位情報と対応付けてボリュームデータに付帯させて記憶回路35に格納する。同様に、検出機能37aは、図6に示すように、ボリュームデータにおいて「心臓」に相当する領域R2などを抽出することができる。
For example, the
また、検出機能37aは、人体における頭部や胸部などの位置を定義する特徴点に基づ
いて、ボリュームデータに含まれる位置を検出する。ここで、人体における頭部や胸部などの位置は任意に定義することができる。例えば、第7頸椎から肺の下端までを胸部と定義すると、検出機能37aは、第7頸椎に対応する特徴点から肺の下端に対応する特徴点までを胸部として検出する。なお、検出機能37aは、上述した解剖学的な特徴点を用いた方法以外にも種々の方法により部位を検出することができる。例えば、検出機能37aは、ボクセル値に基づく領域拡張法などによりボリュームデータに含まれる部位を検出することができる。
Further, the
位置照合機能37bは、3次元画像データに含まれる被検体Pにおける複数の部位それぞれの位置と、仮想患者データに含まれる人体における複数の部位それぞれの位置とを照合する。ここで、仮想患者データとは、人体における複数の部位それぞれの標準的な位置を表す情報である。すなわち、位置照合機能37bは、被検体Pの部位と標準的な部位の位置とを照合して、照合結果を記憶回路35に格納する。例えば、位置照合機能37bは、人体の部位が標準的な位置に配置された仮想患者画像と、被検体Pのボリュームデータとをマッチングする。
The
ここで、まず、仮想患者画像について説明する。仮想患者画像は、年齢、成人/子供、男性/女性、体重、身長などの体格などに関わるパラメータに関する複数の組み合わせに応じた標準的な体格などを有する人体について実際にX線で撮影した画像として予め生成されて、記憶回路35に格納される。すなわち、記憶回路35は、上述したパラメータの組み合わせに応じた複数の仮想患者画像のデータを記憶する。ここで、記憶回路35によって記憶される仮想患者画像には、解剖学的な特徴点(特徴点)が対応づけて記憶される。例えば、人体には、パターン認識等の画像処理により比較的容易にその形態的特徴等に基づいて画像から抽出できる多数の解剖学的な特徴点がある。これら多数の解剖学的な特徴点の身体におけるその位置や配置は年齢、成人/子供、男性/女性、体重、身長などの体格等に従っておおよそ決まっている。
Here, first, a virtual patient image will be described. The virtual patient image is an image actually taken by X-ray of a human body having a standard physique according to multiple combinations of parameters related to physique such as age, adult / child, male / female, weight, and height. It is generated in advance and stored in the
記憶回路35によって記憶される仮想患者画像は、これら多数の解剖学的な特徴点が予め検出され、検出された特徴点の位置データがそれぞれの特徴点の識別コードとともに仮想患者画像のデータに付帯又は関連付けされて記憶される。図7は、第1の実施形態に係る記憶回路35によって記憶される仮想患者画像の一例を示す図である。例えば、記憶回路35は、図7に示すように、臓器などの部位を含む3次元の人体に、解剖学的な特徴点と特徴点を識別するための識別コード「V1」、「V2」及び「V3」などとが関連付けられた仮想患者画像を記憶する。
In the virtual patient image stored by the
すなわち、記憶回路35は、3次元の人体画像の座標空間における特徴点の座標と対応する識別コードとを関連付けて記憶する。一例を挙げると、記憶回路35は、図7に示す識別コード「V1」に対応づけて、対応する特徴点の座標を記憶する。同様に、記憶回路35は、識別コードと特徴点の座標とを対応づけて記憶する。なお、図7においては、臓器として肺、心臓、肝臓、胃、腎臓などのみが示されているが、実際には、仮想患者画像は、さらに多数の臓器、骨、血管、神経などが含まれる。また、図7においては、識別コード「V1」、「V2」及び「V3」に対応する特徴点についてのみ示されているが、実際にはさらに多数の特徴点が含まれる。
That is, the
位置照合機能37bは、検出機能37aによって検出された被検体Pのボリュームデータ中の特徴点と、上述した仮想患者画像中の特徴点とを識別コードを用いてマッチングして、ボリュームデータの座標空間と仮想患者画像の座標空間とを関連付ける。図8は、第1の実施形態に係る位置照合機能37bによる照合処理の一例を説明するための図である。ここで、図8においては、スキャノ画像から検出した特徴点と仮想患者画像から検出された特徴点との間で同一の特徴点を示す識別コードが割り当てられた3組の特徴点を用い
てマッチングを行う場合について示すが、実施形態はこれに限定されるものではなく、任意の組の特徴点を用いてマッチングを行うことができる。
The
例えば、位置照合機能37bは、図8に示すように、仮想患者画像において識別コード「V1」、「V2」及び「V3」で示される特徴点と、スキャノ画像において識別コード「C1」、「C2」及び「C3」で示される特徴点とをマッチングする場合、同一の特徴点間の位置ずれが最小となるように座標変換することにより、画像間の座標空間を関連付ける。例えば、位置照合機能37bは、図8に示すように、解剖学的に同じ特徴点「V1(x1,y1,z1)、C1(X1,Y1,Z1)」、「V2(x2,y2,z2)、C2(X2,Y2,Z2)」、「V3(x3,y3,z3)、C3(X3,Y3,Z3)」の間の位置ズレの合計「LS」を最小化するように、以下の座標変換行列「H」を求める。
For example, as shown in FIG. 8, the
LS = ((X1,Y1,Z1)-H(x1,y1,z1))
+((X2,Y2,Z2)-H(x2,y2,z2))
+((X3,Y3,Z3)-H(x3,y3,z3))
LS = ((X1, Y1, Z1) -H (x1, y1, z1))
+ ((X2, Y2, Z2) -H (x2, y2, z2))
+ ((X3, Y3, Z3) -H (x3, y3, z3))
位置照合機能37bは、求めた座標変換行列「H」により、仮想患者画像上に指定されたスキャン範囲を位置決め画像上のスキャン範囲に変換することができる。例えば、位置照合機能37bは、座標変換行列「H」を用いることで、図8に示すように、仮想患者画像上に指定されたスキャン範囲「SRV」を位置決め画像上のスキャン範囲「SRC」に変換することができる。図9は、第1の実施形態に係る座標変換によるスキャン範囲の変換例を示す図である。例えば、図9の仮想患者画像上に示すように、操作者が仮想患者画像上でスキャン範囲「SRV」を設定すると、位置照合機能37bは、上述した座標変換行列を用いて、設定されたスキャン範囲「SRV」をスキャノ画像上のスキャン範囲「SRC」に変換する。
The
これにより、例えば、仮想患者画像上で識別コード「Vn」に対応する特徴点を含むように設定されたスキャン範囲「SRV」は、スキャノ画像上で同一の特徴点に対応する識別コード「Cn」が含まれるスキャン範囲「SRC」に変換されて設定される。なお、上述した座標変換行列「H」は、被検体Pごとに記憶回路35に記憶されて、適宜読み出されて使用される場合であってもよく、或いは、スキャノ画像が収集されるごとに算出される場合であってもよい。このように第1の実施形態によれば、プリセット時の範囲指定のために仮想患者画像を表示し、その上で位置・範囲を計画しておくことで、位置決め画像(スキャノ画像)の撮影後に、計画された位置・範囲に対応する位置決め画像上の位置・範囲を自動で数値設定することが可能である。
As a result, for example, the scan range "SRV" set to include the feature points corresponding to the identification code "Vn" on the virtual patient image is the identification code "Cn" corresponding to the same feature points on the scanno image. Is converted and set to the scan range "SRC" including. The coordinate transformation matrix "H" described above may be stored in the
図2に戻る。制御機能37cは、被検体Pに投与する造影剤の注入条件を決定する。なお、制御機能37cについては、後に詳述する。
Return to FIG. The
以上、医用情報処理システム100の全体構成、及び、第1の実施形態に係るX線CT装置1の構成について説明した。かかる構成のもと、第1の実施形態に係るX線CT装置1は、仮想患者画像における解剖学的特徴点と、位置決めスキャン或いは造影スキャンによって撮影された画像データにおける被検体P内の構成物に基づく特徴点との照合結果に基づいて、指定されたスキャン位置又はスキャン範囲を変換することで、撮影位置等の事前設定の精度を向上させる。
The overall configuration of the medical
ところで、X線CT装置1では、被検体Pに造影剤を投与して造影スキャンを実行する場合がある。ここで、従来技術に係るX線CT装置では、患者の身長や体重、BMIなどを用いて造影剤量を計算している。造影剤の体内循環は、臓器のサイズや、血液量にも依存する。このため、身長や体重、BMIなどのファクターだけでは正確に最適な造影剤量を求めることができない場合がある。
By the way, in the
このようなことから、第1の実施形態に係るX線CT装置1は、被検体Pの構成物を検出し、検出した構成物に係る情報に基づいて、造影スキャンにおいて被検体Pに投与する造影剤の注入条件を決定する。このような機能は、制御機能37cにより実現される。以下では、制御機能37cについて説明する。
Therefore, the
制御機能37cは、構成物に係る情報に基づいて、造影スキャンにおいて被検体Pに投与する造影剤の注入条件を決定する。ここで、構成物は、造影スキャンのスキャン対象部位である。例えば、制御機能37cは、構成物に係る情報として、被検体Pの臓器の大きさに係る情報、被検体Pの臓器の表面積に係る情報、被検体Pの筋肉量に係る情報、被検体Pの脂肪量に係る情報、被検体Pの骨格量に係る情報のうち少なくともいずれか一つの要素を導出し、注入条件として、被検体Pに投与する造影剤量を算出する。ここで、制御機能37cは、検出機能37aの検出結果から、当該被検体内の構成物に係る情報を導出する。すなわち、制御機能37cは、検出機能37aによる検出結果を用いて、被検体Pの臓器の大きさに係る情報、被検体Pの臓器の表面積に係る情報、被検体Pの筋肉量に係る情報、被検体Pの脂肪量に係る情報、被検体Pの骨格量に係る情報のうち少なくともいずれか一つの要素を導出する。
The
より具体的には、制御機能37cは、検出機能37aによって抽出された被検体Pの臓器に対応するボリュームデータにおける全画素数を算出することによって、被検体Pの臓器の大きさに係る情報を導出する。また、制御機能37cは、検出機能37aによって抽出された被検体Pの臓器に対応するボリュームデータの表面領域(輪郭領域)における全画素数を算出することによって、被検体Pの臓器の表面積に係る情報を導出する。また、制御機能37cは、検出機能37aによって抽出された被検体Pの骨に対応するボリュームデータにおける全画素数を算出することによって、被検体Pの骨格量に係る情報を導出する。
More specifically, the
また、制御機能37cは、被検体Pの筋肉量に係る情報や被検体Pの脂肪量に係る情報を導出する場合、以下の処理を実行する。制御機能37cは、ボリュームデータから、検出機能37aによって検出された骨、臓器、血管、神経、及び内腔などを除いた領域を処理領域として特定する。そして、制御機能37cは、処理領域の画素値(CT値)に基づいて、筋肉領域のボリュームデータ及び脂肪領域のボリュームデータを特定する。ここで、制御機能37cは、例えば、処理領域の画素のうち、CT値が30から50の範囲である画素を筋肉領域のボリュームデータの画素であると特定する。また、制御機能37cは、例えば、処理領域の画素のうち、CT値が−100から−50の範囲である画素を脂肪領域のボリュームデータの画素であると特定する。そして、制御機能37cは、筋肉領域のボリュームデータの画素数を算出することで、被検体Pの筋肉量に係る情報を導出する。また、制御機能37cは、脂肪領域のボリュームデータの画素数を算出することで、被検体Pの脂肪量に係る情報を導出する。なお、制御機能37cは、検出機能37aの検出結果を用いずに、被検体Pの筋肉量に係る情報や被検体Pの脂肪量に係る情報を導出してもよい。かかる場合、制御機能37cは、処理領域を特定せずにボリュームデータ全体から、画素値(CT値)に基づいて、筋肉領域のボリュームデータ及び脂肪領域のボリュームデータを特定する。
Further, when the
以下では、構成物に係る情報として、臓器の大きさに係る情報を導出する場合について説明する。また、以下では、制御機能37cが肝臓の大きさを導出した場合を説明する。制御機能37cは、例えば、検出機能37aによる検出結果を用いて肝臓を特定し、肝臓の大きさを導出する。
In the following, a case where information related to the size of an organ is derived as information related to the constituents will be described. In addition, the case where the
続いて、制御機能37cは、導出した肝臓の大きさに基づいて、造影スキャンにおいて被検体Pに投与する造影剤量を算出する。ここで、制御機能37cは、基準情報を参照して、造影剤量を算出する。図10を用いて基準情報について説明する。図10は、第1の実施形態を説明するための図である。図10に示すように、基準情報は、「臓器種別」と、「臓器の大きさ」と、「造影剤量」とを対応付けた情報を記憶する。
Subsequently, the
図10では「臓器種別」が肝臓である場合を示す。図10に示す「臓器の大きさ」は、臓器の大きさの範囲を示す。例えば、「臓器の大きさ」には、「X1〜X2」や「X2〜X3」等の値が格納される。なお、ここで、X1<X2<X3<X4<X5<X6である。また、図10に示す「造影剤量」は、臓器の大きさに応じて投与される造影剤量を示す。例えば、「造影剤量」には、「0.90Y(ml)」や「Y(ml)」等の値が格納される。一例をあげると、図10に示す基準情報は、検出機能37aによる検出結果を用いて導出された臓器の大きさが、「X1〜X2」の範囲である場合には、造影剤量を「0.90Y(ml)」であると導出する。なお、図10では、臓器種別の基準情報の一例を示したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、X線CT装置1は、被検体Pの体重或いはBMIに応じて、臓器種別の基本情報を記憶するようにしてもよい。また、X線CT装置1は、被検体Pの骨格量、筋肉量、脂肪量、及び体表面積についても、同様に、構成物に係る情報と、造影剤量とを対応付けた情報を記憶する。また、X線CT装置1は、基準情報を関数として記憶してもよい。
FIG. 10 shows a case where the “organ type” is the liver. The "organ size" shown in FIG. 10 indicates the range of the size of the organ. For example, in the "organ size", values such as "X1 to X2" and "X2 to X3" are stored. Here, X1 <X2 <X3 <X4 <X5 <X6. The "contrast medium amount" shown in FIG. 10 indicates the amount of contrast medium to be administered according to the size of the organ. For example, a value such as "0.90Y (ml)" or "Y (ml)" is stored in the "contrast agent amount". As an example, the reference information shown in FIG. 10 sets the amount of contrast medium to "0" when the size of the organ derived using the detection result by the
図11は、第1の実施形態に係るX線CT装置1による処理手順を示すフローチャートである。図11では、X線CT装置1全体の動作を説明するフローチャートを示し、各構成要素がフローチャートのどのステップに対応するかを説明する。
FIG. 11 is a flowchart showing a processing procedure by the
ステップS101は、入力回路31により実現されるステップである。ステップS101では、入力回路31は、プロトコルプリセットの選択を受付ける。ステップS102は、スキャン制御回路33により実現されるステップである。ステップS102では、スキャン制御回路33は、位置決め用スキャンを実行する。
Step S101 is a step realized by the
ステップS103は、検出機能37aに対応するステップである。処理回路37が記憶
回路35から検出機能37aに対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、検出機能37aが実現されるステップである。ステップS103では、検出機能37aは、位置決め用画像に対してAL解析を実行する。
Step S103 is a step corresponding to the
ステップS104は、位置照合機能37bに対応するステップである。処理回路37が記憶回路35から位置照合機能37bに対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、位置照合機能37bが実現されるステップである。ステップS104では、位置照合機能37bは、AL解析結果とプリセット位置とを照合する。
Step S104 is a step corresponding to the
ステップS105〜ステップS110は、制御機能37cに対応するステップである。処理回路37が記憶回路35から制御機能37cに対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、制御機能37cが実現されるステップである。ステップS105では、制御機能37cは、撮像部位における基準値を参照して、撮像部位の造影剤量の最適値を推定する。例えば、制御機能37cは、被検体Pの構成物を検出し、検出した構成物に係る情報に基づいて、造影スキャンにおいて被検体Pに投与する造影剤の注入条件を決定する。
Steps S105 to S110 are steps corresponding to the
そして、ステップS106では、制御機能37cは、設定された造影剤量と推定した造影剤量の最適値とを比較する。続いて、ステップS107では、制御機能37cは、設定された造影剤量と推定した造影剤量の最適値と差分が閾値の範囲内であるか否かを判定する。ここで、制御機能37cは、設定された造影剤量と推定した造影剤量の最適値と差分が閾値の範囲内であると判定した場合(ステップS107、Yes)、ステップS111に移行する。一方、制御機能37cは、設定された造影剤量と推定した造影剤量の最適値と差分が閾値の範囲内であると判定しなかった場合(ステップS107、No)、ステップS108では、造影剤量の変更を通知する。すなわち、制御機能37cは、設定された造影剤量と推定した造影剤量の最適値と差分が閾値の範囲内であると判定しなかった場合、決定した注入条件と、事前設定された注入条件とが異なるものと判定する。そして、制御機能37cは、決定した注入条件と、事前設定された注入条件とが異なる旨を操作者に通知する。
Then, in step S106, the
そして、ステップS109では、制御機能37cは、造影剤量の変更を受付けたか否かを判定する。ここで、制御機能37cは、造影剤量の変更を受付けたと判定しなかった場合(ステップS109、No)、ステップS111に移行する。一方、制御機能37cは、造影剤量の変更を受付けたと判定した場合(ステップS109、Yes)、ステップS110では、造影剤量の設定を更新する。例えば、制御機能37cは、操作者から事前設定された注入条件から、決定した注入条件への変更を受付けた場合、決定した注入条件を造影剤インジェクタに設定する。
Then, in step S109, the
ステップS111は、スキャン制御回路33により実現されるステップである。ステップS111では、スキャン制御回路33は、造影スキャンの実行を受付けたか否かを判定する。ここで、スキャン制御回路33は、造影スキャンの実行を受付けたと判定しなかった場合(ステップS111、No)、ステップS107に移行する。一方、スキャン制御回路33は、造影スキャンの実行を受付けたと判定した場合(ステップS111、Yes)、ステップS112では、造影スキャンを実行する。
Step S111 is a step realized by the
上述したように第1の実施形態では、構成物に係る情報に基づいて、造影スキャンにおいて被検体Pに投与する造影剤の注入条件を決定する。例えば、第1の実施形態に係るX線CT装置1は、被検体Pの体重が重くても、造影対象が肝臓であり被検体Pの肝臓の大きさが基準値よりも小さい場合には、基準値よりも造影剤量を低減する。逆に、第1の実施形態に係るX線CT装置1は、被検体Pの体重が軽くても、造影対象が肝臓で
あり被検体Pの肝臓が大きい場合には、造影剤量を基準値よりも増加する。また、第1の実施形態に係るX線CT装置1は、被検体Pの体型が大きくても筋肉量が少なく脂肪量が多い場合には、造影剤量を削減したり、骨格が大きく筋肉量が多い場合には造影剤量を増加させたりする。これにより、操作者は、被検体Pに投与する造影剤量を正確に決定することが可能になる。この結果、第1の実施形態によれば、コントラストの高い画像を精度の高い読影を支援することができる。
As described above, in the first embodiment, the injection conditions of the contrast medium to be administered to the subject P in the contrast scan are determined based on the information relating to the constituents. For example, in the
また、この結果、第1の実施形態によれば、精度の高い読影を支援することができ、かつ、患者への造影剤投与量を必要最低限に抑えることが可能になる。この結果、患者の負担を軽減することが可能となる。 Further, as a result, according to the first embodiment, it is possible to support highly accurate image interpretation, and it is possible to suppress the dose of the contrast medium to the patient to the minimum necessary. As a result, the burden on the patient can be reduced.
なお、上述した第1の実施形態では、制御機能37cは、決定した注入条件と、事前設定された注入条件とが異なる旨を操作者に通知し、操作者から事前設定された注入条件から、決定した注入条件への変更を受付けた場合に、決定した注入条件を造影剤インジェクタに設定するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、制御機能37cは、決定した注入条件と、事前設定された注入条件とが異なる旨を操作者に通知したり、操作者から変更を受付けたりすることなく、決定した注入条件を、造影剤インジェクタに設定するようにしてもよい。
In the first embodiment described above, the
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、構成物に係る情報として、一つの要素を導出し、注入条件として、被検体に投与する造影剤量を算出する場合について説明した。ところで、構成物に係る情報として導出する要素は複数であってもよい。このようなことから第2の実施形態では、構成物に係る情報として、複数の要素を用いる場合について説明する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, a case where one element is derived as the information relating to the constituent and the amount of the contrast medium to be administered to the subject is calculated as the injection condition has been described. By the way, there may be a plurality of elements to be derived as information relating to the component. Therefore, in the second embodiment, a case where a plurality of elements are used as information relating to the constituents will be described.
第2の実施形態に係るX線CT装置の構成は、制御機能37cの一部の機能が異なる点を除いて、第1の実施形態に係るX線CT装置1の構成と同様である。このため、制御機能37c以外の説明については省略する。制御機能37cは、複数の要素を用いる場合、複数の要素ごとに算出した被検体に投与する造影剤量の統計量を、被検体に投与する造影剤量として算出する。図12は、第2の実施形態を説明するための図である。
The configuration of the X-ray CT apparatus according to the second embodiment is the same as the configuration of the
図12では、構成物に係る情報として「骨格量」と、「筋肉量」と、「臓器の大きさ」とを導出し、導出した各要素について造影剤量を算出した場合を示す。例えば、制御機能37cは、導出した「骨格量」に基づいて造影剤量を「1.10Y(ml)」と算出し、導出した「筋肉量」に基づいて造影剤量を「0.90Y(ml)」と算出し、導出した「臓器の大きさ」に基づいて造影剤量を「0.90Y(ml)」と算出する。続いて、制御機能37cは、算出した被検体Pに投与する造影剤量の統計量を算出する。例えば、制御機能37cは、各造影剤量の平均値を算出し、被検体Pに投与する造影剤量として算出する。図12に示す例では、制御機能37cは、投与する造影剤量を「0.97Y(ml)」と算出する。なお、制御機能37cは、各要素について重み付けをしてから平均値を算出するようにしてもよい。
FIG. 12 shows a case where "skeleton mass", "muscle mass", and "organ size" are derived as information related to the constituents, and the amount of contrast medium is calculated for each of the derived elements. For example, the
上述したように第2の実施形態では、X線CT装置1は、構成物に係る情報として、複数の要素を用いて、被検体Pに投与する造影剤量として算出する。これにより、第2の実施形態によれば、被検体Pに投与する造影剤の注入条件をより正確に決定することが可能となる。
As described above, in the second embodiment, the
なお、第2の実施形態においても、制御機能37cは、決定した注入条件と、事前設定された注入条件とが異なる旨を操作者に通知し、操作者から事前設定された注入条件から
、決定した注入条件への変更を受付けた場合に、決定した注入条件を造影剤インジェクタに設定するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、制御機能37cは、決定した注入条件と、事前設定された注入条件とが異なる旨を操作者に通知したり、操作者から変更を受付けたりすることなく、決定した注入条件を、造影剤インジェクタに設定するようにしてもよい。
Also in the second embodiment, the
(第3の実施形態)
上述した第1の実施形態及び第2の実施形態では、制御機能37cは、構成物に係る情報に基づいて、造影剤量を決定する。しかしながら、血流速度が速い場合、造影剤を注入しても造影対象を造影できない場合がある。このようなことから、第3の実施形態では、注入条件として、被検体に投与する造影剤の濃度及び注入速度の少なくとも一方を算出する場合について説明する。
(Third Embodiment)
In the first and second embodiments described above, the
なお、第3の実施形態に係るX線CT装置の構成は、制御機能37cの一部の機能が異なる点を除いて、第1の実施形態に係るX線CT装置1の構成と同様である。このため、制御機能37c以外の説明については省略する。
The configuration of the X-ray CT apparatus according to the third embodiment is the same as the configuration of the
例えば、第3の実施形態に係る制御機能37cは、スキャン条件と、構成物に係る情報として導出された心臓の大きさに係る情報とに基づいて、注入条件として、被検体Pに投与する造影剤の濃度及び注入速度の少なくとも一方を算出する。ここで、例えば、制御機能37cは、異なる心位相の状態を含むようにヘリカルスキャンを実行することで、駆出量を導出して、血流速度を算出する。そして、制御機能37cは、例えば、造影対象である臓器に対して必要とする造影量が足りない場合、血流速度と同じ速度で造影剤を注入するように、造影剤濃度を増加させたり、注入速度を増加させたりするようにコメントをポップアップ表示する。そして、制御機能37cは、操作者から注入条件の変更を受付けた場合に、造影剤濃度を増加させたり、注入速度を増加させたりする。なお、制御機能37cは、最高血圧と最低血圧とから駆出量を算出するようにしてもよい。これにより、第3の実施形態によれば、血流速度が速い場合にも、コントラストが明確な再構成画像を生成することが可能となる。
For example, the
(その他の実施形態)
さて、これまで第1の実施形態〜第3の実施形態について説明したが、上記した第1の実施形態〜第3の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
(Other embodiments)
By the way, although the first embodiment to the third embodiment have been described so far, they may be implemented in various different forms other than the above-mentioned first embodiment to the third embodiment. ..
制御機能37cは、被検体Pについて、造影剤に対する感受性を示す情報を取得し、取得した情報を参照して、被検体Pに投与する造影剤の注入条件を決定する。例えば、制御機能37cは、HISから造影剤アレルギー等の有無や血中のクレアチン値等の腎機能情報を取得する。そして、制御機能37cは、被検体Pが造影剤に対してアレルギーがある場合やクレアチン値が所定の閾値以上である場合には、操作者に対して注意を喚起する。図13は、その他の実施形態を説明するための図である。
The
図13では、被検体Pが造影剤に対してアレルギーがある場合を示す。例えば、制御機能37cは、例えば、操作者の注意を喚起するために、「[注意]造影剤アレルギーがあります。」等をポップアップ表示させる。また、制御機能37cは、操作者へ注意を喚起した場合には、造影剤インジェクタへ造影剤の注入を停止させるようにしてもよい。或いは、制御機能37cは、操作者へ注意を喚起した場合に、操作者から造影撮影の指示を受付けた場合には、造影剤量を事前に設定された所定量以下までの注入に制限するようにしてもよい。
FIG. 13 shows a case where the subject P is allergic to the contrast medium. For example, the
また、制御機能37cは、造影剤の注入条件を変更することに対しての承認を担当医に
要求するようにしてもよい。例えば、制御機能37cは、造影剤注入条件の変更を承認するように促すEmailを生成し、担当医宛に送信する。或いは、制御機能37cは、担当医の院内内線等に造影剤注入条件の変更を承認するように促す連絡をする。かかる場合、制御機能37cは、担当医から承認が得られた場合に、造影剤注入条件を変更する。言い換えると、制御機能37cは、担当医から承認が得られるまで、造影剤インジェクタに設定された造影剤量を変更しない。
In addition, the
また、AL解析の結果、腎臓や肺が片側しか存在しなかった場合や臓器の大きさに係る情報が所定の基準値以下である場合には、標準の人体モデルと相違が生じる。このような場合、制御機能37cは、被検体Pに投与する造影剤の注入条件を所定の閾値未満に抑制する。すなわち、制御機能37cは、構成物に係る情報として臓器の大きさに係る情報を導出し、当該臓器の大きさに係る情報が所定の基準値以下である場合に、又は、当該臓器の少なくとも一部が欠失している場合に、被検体Pに投与する造影剤の注入条件を所定の閾値未満に抑制する。また、X線CT装置1は、仮想患者上に臓器が欠失していることを認識可能な状態で表示する。例えば、欠失している臓器を塗りつぶしたり、アノテーションを付与したりする。
In addition, as a result of AL analysis, when the kidney or lung is present on only one side or when the information on the size of the organ is less than a predetermined reference value, a difference from the standard human body model occurs. In such a case, the
また、制御機能37cは、決定した注入条件が造影スキャンに使用された場合に、当該注入条件を所定の記憶部に記憶させるようにしてもよい。例えば、X線CT装置1は、造影剤注入条件をHISやRISに保存する。そして、X線CT装置1は、次回の撮影の際に、造影剤注入条件を利用する。また、X線CT装置1は、決定した注入条件を外部の装置に出力してもよい。
Further, the
なお、上述した実施形態では、検出機能37aは、位置決め画像のボリュームデータ、或いは、診断に用いられる画像のボリュームデータを用いてAL解析を実行するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、検出機能37aは、2次元の位置決め画像を用いてAL解析を実行するようにしてもよい。また、検出機能37aは、自装置で過去に撮像された同一被検体の診断に用いる画像を用いてAL解析を実行するようにしてもよい。更に、検出機能37aは、他装置で撮像された同一被検体の医用画像データを用いてAL解析を実行するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the
また、上述した実施形態では、医用画像撮像装置の一例としてX線CT装置を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、医用画像撮像装置は、X線診断装置、超音波診断装置、MRI(Magnetic Resonance Imaging)装置等であってもよい。 Further, in the above-described embodiment, the X-ray CT apparatus has been described as an example of the medical image imaging apparatus, but the embodiment is not limited to this. For example, the medical image imaging device may be an X-ray diagnostic device, an ultrasonic diagnostic device, an MRI (Magnetic Resonance Imaging) device, or the like.
また、上述した実施形態では、医用画像撮像装置において、被検体Pに投与する造影剤の注入条件を決定する処理を実行するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、医用画像処理装置等を管理装置として設け、この管理装置において、被検体Pに投与する造影剤の注入条件を決定する処理を実行するようにしてもよい。すなわち、管理装置は、被検体の画像データを取得する。そして、管理装置は、画像データにおける前記被検体の複数の部位をそれぞれ検出する。続いて、管理装置は、検出結果から、当該被検体内の構成物に係る情報を導出する。そして、管理装置は、構成物に係る情報に基づいて、造影スキャンにおいて被検体に投与する造影剤の注入条件を決定する。 Further, in the above-described embodiment, the medical image imaging apparatus has been described as performing a process of determining the injection conditions of the contrast medium to be administered to the subject P, but the embodiment is not limited to this. For example, a medical image processing device or the like may be provided as a management device, and the management device may execute a process of determining the injection conditions of the contrast medium to be administered to the subject P. That is, the management device acquires the image data of the subject. Then, the management device detects each of the plurality of parts of the subject in the image data. Subsequently, the management device derives information relating to the constituents in the subject from the detection result. Then, the management device determines the injection conditions of the contrast medium to be administered to the subject in the contrast scan based on the information related to the components.
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、CPU(Central Preprocess Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回
路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable
Gate Array:FPGA))等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存された
プログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて1つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図2における複数の構成要素を1つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。
The word "processor" used in the above description means, for example, a CPU (Central Preprocess Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), an integrated circuit for a specific application (ASIC), or a programmable logic device (for example, a programmable logic device). Simple Programmable Logic Device (SPLD), Complex Programmable Logic Device (CPLD), and Field Programmable Gate Array (Field Programmable)
It means a circuit such as Gate Array: FPGA)). The processor realizes the function by reading and executing the program stored in the storage circuit. Instead of storing the program in the storage circuit, the program may be directly embedded in the circuit of the processor. In this case, the processor realizes the function by reading and executing the program embedded in the circuit. It should be noted that each processor of the present embodiment is not limited to the case where each processor is configured as a single circuit, and a plurality of independent circuits may be combined to form one processor to realize its function. good. Further, the plurality of components in FIG. 2 may be integrated into one processor to realize the function.
また、上述した実施形態で図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、CPUおよび当該CPUにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。 Further, each component of each device shown in the above-described embodiment is a functional concept, and does not necessarily have to be physically configured as shown in the figure. That is, the specific form of distribution / integration of each device is not limited to the one shown in the figure, and all or part of the device is functionally or physically dispersed / physically distributed in any unit according to various loads and usage conditions. Can be integrated and configured. Further, each processing function performed by each device may be realized by a CPU and a program analyzed and executed by the CPU, or may be realized as hardware by wired logic.
また、第1の実施形態で説明した制御方法は、予め用意された制御プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この制御プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この制御プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク(FD)、CD−ROM、MO、DVD等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。 Further, the control method described in the first embodiment can be realized by executing a control program prepared in advance on a computer such as a personal computer or a workstation. This control program can be distributed via a network such as the Internet. Further, this control program can also be executed by being recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, flexible disk (FD), CD-ROM, MO, or DVD, and being read from the recording medium by the computer.
以上、説明したとおり、各実施形態によれば、被検体に投与する造影剤の注入条件を正確に決定することを可能とする。 As described above, according to each embodiment, it is possible to accurately determine the injection conditions of the contrast medium to be administered to the subject.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, as well as in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
1 X線CT装置
37 処理回路
37a 検出機能
37c 制御機能
1 X-ray CT device 37
Claims (11)
前記画像データにおける前記被検体の複数の部位をそれぞれ検出する検出部と、
前記検出部の検出結果から、当該被検体内の構成物に係る情報を導出する導出部と、
前記構成物に係る情報に基づいて、造影スキャンにおいて前記被検体に投与する造影剤の注入条件を決定する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記構成物に係る情報として導出された複数の要素を用いる場合、前記複数の要素ごとに算出した前記被検体に投与する造影剤量の統計量を、前記被検体に投与する造影剤量として算出する、医用画像診断装置。 The acquisition unit that acquires the image data of the subject,
A detection unit that detects a plurality of parts of the subject in the image data, and a detection unit.
A derivation unit that derives information related to the constituents in the subject from the detection results of the detection unit, and a derivation unit.
It is provided with a control unit that determines the injection conditions of the contrast medium to be administered to the subject in the contrast scan based on the information related to the components .
When the control unit uses a plurality of elements derived as information relating to the component, the control unit administers to the subject a statistic of the amount of contrast medium to be administered to the subject calculated for each of the plurality of elements. calculated as a contrast agent amount, the medical image diagnostic apparatus.
前記画像データにおける前記被検体の複数の部位をそれぞれ検出する検出部と、
前記検出部の検出結果から、当該被検体内の構成物に係る情報を導出する導出部と、
前記構成物に係る情報に基づいて、造影スキャンにおいて前記被検体に投与する造影剤の注入条件を決定する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記構成物に係る情報として導出された複数の要素を用いる場合、前記複数の要素ごとに算出した前記被検体に投与する造影剤量の統計量を、前記被検体に投与する造影剤量として算出する、管理装置。 The acquisition unit that acquires the image data of the subject,
A detection unit that detects a plurality of parts of the subject in the image data, and a detection unit.
A derivation unit that derives information related to the constituents in the subject from the detection results of the detection unit, and a derivation unit.
It is provided with a control unit that determines the injection conditions of the contrast medium to be administered to the subject in the contrast scan based on the information related to the components .
When the control unit uses a plurality of elements derived as information relating to the component, the control unit administers to the subject a statistic of the amount of contrast medium to be administered to the subject calculated for each of the plurality of elements. calculated as a contrast agent amount, the management apparatus.
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