JP7100048B2 - シミュレートされたコンピュータ断層撮影(ct)画像を生成するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2017年2月24日に出願された米国仮特許出願第62/463,423号の利益を主張し、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、医療イメージングのためのシステムおよび方法に関し、特に、詳細な擬人化コンピュータファントムに基づいて現実的なシミュレートされたコンピュータ断層撮影(CT)画像を生成するためのシステムおよび方法に関する。
CTイメージングは、世界中の病院や医療施設で広く使用されている不可欠な診断ツールである。CTイメージングの望ましくない副作用は、かなりの量の放射線に患者を曝すことである。国際原子力機関(IAEA)によると、通常の胸部X線では0.1mSv未満であるのに対して、胸部または腹部のCTスキャンでは、患者は5~20mSvに曝される。残念ながら、CTスキャンで露出を下げると、取得したCT画像の品質に悪影響を及ぼし、診断に悪影響を与える可能性がある。近年のCTスキャンにおける過剰なX線放射への曝露の害に対する認識の高まりにより、合理的に可能な限り低く(「ALARA」)という原理に大きな焦点が置かれ、CTイメージングを最適化する方法に大きな関心を集めている。現在、被曝の推定と放射線量の監視が利用可能であり、広く使用されている。そのような最も顕著な用途の1つは、Bayer HealthCare LLCから入手可能なRadimetricsTM Enterprise Platformを使用することである。対照的に、これまでのところ、患者を過度の不必要な放射線に曝すことなく、画像の品質が診断目的に十分であることを先取り的に保証するための包括的かつ信頼できるソリューションへの焦点は不十分であった。
105 CTスキャナ
110 X線源
115 リング
120 被験者
125 イメージングシステム
130 CTイメージングシミュレータ
132 ファントムデータベース
134 スキャナデータベース
1105a イメージング設備
1105b イメージング設備
1110 CTスキャナ
1115 イメージングシステム
1120 ネットワーク
1125 クラウドベースのプロバイダ
Claims (16)
- 対象患者のシミュレートされたCT画像を生成する方法であって、
前記対象患者に関する患者情報を受信するステップであって、前記患者情報は前記対象患者の1つまたは複数の身体的特性に関する情報を含む、ステップと、
ファントムデータベースから仮想ファントムを選択するステップであって、前記選択は前記患者情報と前記仮想ファントムの特性との比較に基づいている、ステップと、
CTイメージングシミュレータで前記仮想ファントムを受信するステップと、
前記CTイメージングシミュレータで、対象CTスキャナの識別情報を受信するステップと、
前記CTイメージングシミュレータにより、前記対象CTスキャナに関するスキャナ情報のためのスキャナデータベースを照会するステップであって、前記照会は前記対象CTスキャナの前記識別情報に基づいている、ステップと、
前記CTイメージングシミュレータで、前記対象CTスキャナに関するスキャナ情報を受信するステップであって、前記スキャナ情報は前記対象CTスキャナによって採用される画像再構成手法に関する情報を含む、ステップと、
前記CTイメージングシミュレータにより、画像シミュレーションプロセスを実行するステップであって、前記画像シミュレーションプロセスは、前記仮想ファントムと前記スキャナ情報を使用してシミュレートされたCT画像を生成することを含む、ステップと、
視覚的に知覚可能な形式でディスプレイ画面上に前記シミュレートされたCT画像を提供するステップと
を含む、方法。 - 前記仮想ファントムを変形させるステップをさらに含み、前記仮想ファントムを変形させるステップは、前記仮想ファントム内の器官の形状を調整するステップ、前記患者情報を使用して前記仮想ファントム内の組織密度を調整するステップ、および前記仮想ファントムにインプラントを組み込むステップ、のうちの1つまたは複数を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記仮想ファントムを変形させるステップが、前記患者情報を使用して前記組織密度を調整するステップを含み、前記患者情報は前記対象患者の骨密度情報を含む、請求項2に記載の方法。
- 前記仮想ファントムを変形させるステップが、前記仮想ファントムに前記インプラントを組み込むステップを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記スキャナ情報の少なくとも一部が、前記CTイメージングシミュレータと通信する前記スキャナデータベースから受信される、請求項1に記載の方法。
- 前記スキャナ情報の少なくとも一部が前記CTイメージングシミュレータに関連するユーザインタフェースから受信され、前記スキャナ情報の前記少なくとも一部は、ユーザによって前記ユーザインタフェースに手動で入力されている、請求項1に記載の方法。
- 前記CTイメージングシミュレータが前記対象CTスキャナと通信し、前記スキャナ情報の少なくとも一部が前記対象CTスキャナから受信される、請求項1に記載の方法。
- 前記仮想ファントムを選択するステップが、前記CTイメージングシミュレータによって行われた前記患者情報と前記仮想ファントムの特性との比較に基づいて前記CTイメージングシミュレータによって実行される、請求項1に記載の方法。
- 前記対象患者の前記1つまたは複数の身体的特性が、年齢、身長、体の大きさ、性別、体重、および肥満度指数の少なくとも1つを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記画像シミュレーションプロセスが投影画像を生成することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記画像シミュレーションプロセスが、シミュレートされたスライス画像を生成するために再構成を実行することを含む、請求項1に記載の方法。
- システムであって、
ユーザインタフェース、ディスプレイ画面、プロセッサ、およびプログラミング命令を含む非一時的記憶媒体を含むCTイメージングシミュレータと、
前記CTイメージングシミュレータと通信するファントムデータベースであって、前記ファントムデータベースは、1つまたは複数の仮想ファントムを含む、ファントムデータベースと、
前記CTイメージングシミュレータと通信するスキャナデータベースであって、前記スキャナデータベースは、対象CTスキャナを含む1つまたは複数のCTスキャナに関する情報を含む、スキャナデータベースと、
を備え、
前記プログラミング命令は、実行されると、前記プロセッサが、
対象患者に関する患者情報を受信することであって、前記患者情報は前記対象患者の1つまたは複数の身体的特性に関する情報を含む、前記患者情報を受信することと、
前記ファントムデータベースから仮想ファントムを受信することであって、前記仮想ファントムは前記患者情報と前記仮想ファントムの特性との比較に基づいて選択されている、前記仮想ファントムを受信することと、
前記プロセッサが前記対象CTスキャナに関するスキャナ情報について前記スキャナデータベースを照会することであって、前記照会は前記対象CTスキャナの識別情報に基づく、照会することと、
前記対象CTスキャナに関するスキャナ情報を受信することであって、前記スキャナ情報は、前記対象CTスキャナによって採用される画像再構成手法に関する情報を含み、前記スキャナ情報の少なくとも一部は、前記スキャナデータベースから受信される、前記スキャナ情報を受信することと、
画像シミュレーションプロセスを実行することであって、前記画像シミュレーションプロセスは、前記仮想ファントムと前記スキャナ情報を使用してシミュレートされたCT画像を生成することを含む、前記実行することと、
視覚的に知覚可能な形式で前記ディスプレイ画面に前記シミュレートされたCT画像を提供することと、
を可能にする、システム。 - 前記プログラミング命令は、実行されると、前記プロセッサが前記仮想ファントムを変形させることをさらに可能にし、前記仮想ファントムを変形させることは、前記仮想ファントム内の器官の形状を調整すること、前記患者情報を使用して前記仮想ファントムの組織密度を調整すること、および前記仮想ファントムにインプラントを組み込むこと、のうちの1つまたは複数を含む、請求項13に記載のシステム。
- 対象患者のシミュレートされたCT画像を生成するために非一時的記憶媒体に格納されたCTイメージングシミュレータソフトウェアであって、前記ソフトウェアは、実行されると、プロセッサが
前記対象患者に関する患者情報を受信することであって、前記患者情報は、前記対象患者の1つまたは複数の身体的特性に関する情報を含む、前記患者情報を受信することと、
仮想ファントムを受信することであって、前記仮想ファントムは前記患者情報と前記仮想ファントムの特性との比較に基づいて選択されている、前記仮想ファントムを受信することと、
対象CTスキャナに関するスキャナ情報についてスキャナデータベースを照会することであって、前記照会は前記対象CTスキャナの識別情報に基づく、照会することと、
前記対象CTスキャナに関するスキャナ情報を受信することであって、前記スキャナ情報は、前記対象CTスキャナによって採用される画像再構成手法に関する情報を含み、前記スキャナ情報の少なくとも一部は、前記スキャナデータベースから受信される、前記スキャナ情報を受信することと、
画像シミュレーションプロセスを実行することであって、前記画像シミュレーションプロセスは、前記仮想ファントムと前記スキャナ情報を使用してシミュレートされたCT画像を生成することを含む、前記実行することと、
視覚的に知覚可能な形式で前記シミュレートされたCT画像を提供することと、
を可能にするプログラミング命令を含む、CTイメージングシミュレータソフトウェア。 - 前記プログラミング命令は、実行されると、前記プロセッサが前記仮想ファントムを変形させることをさらに可能にし、前記仮想ファントムを変形させることは、前記仮想ファントム内の器官の形状を調整すること、前記患者情報を使用して前記仮想ファントムの組織密度を調整すること、および前記仮想ファントムにインプラントを組み込むこと、のうちの1つまたは複数を含む、請求項15に記載のCTイメージングシミュレータソフトウェア。
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