JP7382056B2 - Simulator, simulation system, generation program, and generation method - Google Patents
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Description
本発明は、複数の注入フェーズを含む注入プロトコルを用いて予測注入プロトコルを生成するシミュレーションするシミュレータ、シミュレーションシステム、生成プログラム、及び生成方法に関する。 The present invention relates to a simulator, a simulation system, a generation program, and a generation method for generating a predicted injection protocol using an injection protocol including a plurality of injection phases.
特許文献1には、注入プロトコル及び造影剤量に基づいて、被写体の組織の画素値の経時変化をシミュレーションして、予測維持時間を求める予測部を備えたシミュレータが記載されている。この予測部は、予測維持時間が目標画素値の目標維持時間より短い場合には、シミュレーションで使用した使用造影剤量よりも多量の造影剤を注入する場合の経時変化を再シミュレーションして、予測維持時間を再度求めている。また、予測部は、予測維持時間が目標維持時間より長い場合には、使用造影剤量よりも少量の造影剤を注入する場合の経時変化を再シミュレーションして、予測維持時間を再度求めている。
特許文献2の図3には、複数の注入フェーズとして二つの注入フェーズを含む注入プロトコルが開示されている。この注入プロトコルでは、所定の時間が経過するまでの間は、造影剤の注入速度が一定である。そして、所定の時間が経過した後は、造影剤の注入速度が時間の経過に伴って減少している。
FIG. 3 of
特許文献1に記載のシミュレータにおいては、目標画素値に達しかつ目標維持時間を満たす注入プロトコルを得るために、注入速度と注入量を調整した再シミュレーションが多数行われる。そのため、シミュレーションに長時間を要することになり、実用的な時間(例えば数秒)で注入プロトコルを得ることは困難である。特に、特許文献2に記載のような複数の注入フェーズを含む注入プロトコルが用いられる場合には、シミュレーションに要する時間がより長くなってしまう。
In the simulator described in
本発明の一態様に係るシミュレータは、第1フェーズと、前記第1フェーズに続く第2フェーズとを含む薬液の注入プロトコルを取得するプロトコル取得部と、前記注入プロトコルに基づいて、被写体の組織の造影剤濃度の経時変化をシミュレーションして、前記経時変化を示す時間強調曲線を作成する予測部と、目標画素値を取得する目標値取得部と、前記組織の当初画素値を取得する組織情報取得部と、前記時間強調曲線の評価処理を行い、前記評価処理の結果に応じて前記注入プロトコルを調整して、予測注入プロトコルを生成する判定部とを備え、前記判定部は、前記目標画素値から前記当初画素値を減じて得た第1辺から正規化した第1辺を算出し、かつシミュレーションされた予測画素値が前記目標画素値に達する第2時点から前記予測画素値が前記当初画素値を超える第1時点を減じて得た第1底辺から正規化した第1底辺を算出するとともに、前記正規化した第1辺と前記正規化した第1底辺とを含む第1三角形における正規化した第1斜辺と前記正規化した第1底辺とがなす第1角度を算出して、前記第1角度が所定の範囲に含まれるか否かを判定することによって前記時間強調曲線を評価する、ことを特徴とする。 A simulator according to an aspect of the present invention includes a protocol acquisition unit that acquires a drug solution injection protocol including a first phase and a second phase following the first phase; a prediction unit that simulates a change in contrast agent concentration over time to create a time enhancement curve showing the change over time; a target value acquisition unit that acquires a target pixel value; and a tissue information acquisition unit that acquires an initial pixel value of the tissue. and a determination unit that performs evaluation processing of the time enhancement curve, adjusts the injection protocol according to the result of the evaluation processing, and generates a predicted injection protocol, and the determination unit is configured to evaluate the target pixel value. A first side normalized from the first side obtained by subtracting the initial pixel value from Calculating a normalized first base from a first base obtained by subtracting a first time point exceeding the value, and normalizing a first triangle including the normalized first side and the normalized first base. evaluating the time emphasis curve by calculating a first angle formed by the first hypotenuse and the normalized first base, and determining whether the first angle is included in a predetermined range; It is characterized by
また、本発明の一態様に係るシミュレーションシステムは、造影剤を注入する注入ヘッドと、上記シミュレータとを備える、ことを特徴とする。 Further, a simulation system according to one aspect of the present invention is characterized in that it includes an injection head that injects a contrast agent and the simulator.
また、本発明の一態様に係るシミュレーションシステムは、被写体を撮像する撮像装置と、上記シミュレータとを備える、ことを特徴とする。 Further, a simulation system according to one aspect of the present invention is characterized in that it includes an imaging device that captures an image of a subject, and the simulator.
また、本発明の一態様に係る生成プログラムは、薬液の予測注入プロトコルを生成する生成プログラムであって、コンピュータを、第1フェーズと、前記第1フェーズに続く第2フェーズとを含む薬液の注入プロトコルを取得するプロトコル取得部と、前記注入プロトコルに基づいて、被写体の組織の造影剤濃度の経時変化をシミュレーションして、前記経時変化を示す時間強調曲線を作成する予測部と、目標画素値を取得する目標値取得部と、前記組織の当初画素値を取得する組織情報取得部と、前記時間強調曲線の評価処理を行い、前記評価処理の結果に応じて前記注入プロトコルを調整して、予測注入プロトコルを生成する判定部として機能させ、前記判定部は、前記目標画素値から前記当初画素値を減じて得た第1辺から正規化した第1辺を算出し、かつシミュレーションされた予測画素値が前記目標画素値に達する第2時点から前記予測画素値が前記当初画素値を超える第1時点を減じて得た第1底辺から正規化した第1底辺を算出するとともに、前記正規化した第1辺と前記正規化した第1底辺とを含む第1三角形における正規化した第1斜辺と前記正規化した第1底辺とがなす第1角度を算出して、前記第1角度が所定の範囲に含まれるか否かを判定することによって前記時間強調曲線を評価する、ことを特徴とする。 Further, a generation program according to one aspect of the present invention is a generation program that generates a predictive injection protocol for a medical solution, and the generation program causes a computer to inject a medical solution including a first phase and a second phase following the first phase. a protocol acquisition unit that acquires a protocol; a prediction unit that simulates a temporal change in contrast agent concentration in a tissue of a subject based on the injection protocol and creates a time enhancement curve showing the temporal change; and a prediction unit that generates a target pixel value. a target value acquisition unit that acquires a target value, a tissue information acquisition unit that acquires an initial pixel value of the tissue, performs evaluation processing of the time enhancement curve, adjusts the injection protocol according to the result of the evaluation processing, and performs prediction. The determination unit is configured to function as a determination unit that generates an injection protocol, and the determination unit calculates a first side normalized from a first side obtained by subtracting the initial pixel value from the target pixel value, and calculates a first side that is normalized from a first side obtained by subtracting the initial pixel value from the target pixel value, and Calculating a first base normalized from a first base obtained by subtracting a first time point at which the predicted pixel value exceeds the initial pixel value from a second time point at which the value reaches the target pixel value; A first angle formed by a normalized first hypotenuse and the normalized first base in a first triangle including a first side and the normalized first base is calculated, and the first angle is determined to be a predetermined first angle. The method is characterized in that the time emphasis curve is evaluated by determining whether or not it is included in a range.
本発明の一態様に係る生成方法は、薬液の予測注入プロトコルの生成方法であって、第1フェーズと、前記第1フェーズに続く第2フェーズとを含む薬液の注入プロトコルを取得し、前記注入プロトコルに基づいて、被写体の組織の造影剤濃度の経時変化をシミュレーションして、前記経時変化を示す時間強調曲線を作成し、目標画素値を取得し、前記組織の当初画素値を取得し、前記時間強調曲線の評価処理を行い、前記評価処理の結果に応じて前記注入プロトコルを調整して、予測注入プロトコルを生成し、前記時間強調曲線を評価する際には、前記目標画素値から前記当初画素値を減じて得た第1辺から正規化した第1辺を算出し、かつシミュレーションされた予測画素値が前記目標画素値に達する第2時点から前記予測画素値が前記当初画素値を超える第1時点を減じて得た第1底辺から正規化した第1底辺を算出するとともに、前記正規化した第1辺と前記正規化した第1底辺とを含む第1三角形における正規化した第1斜辺と前記正規化した第1底辺とがなす第1角度を算出して、前記第1角度が所定の範囲に含まれるか否かを判定することによって前記時間強調曲線を評価する、ことを特徴とする。 A generation method according to one aspect of the present invention is a method for generating a predictive injection protocol for a medical solution, which acquires an injection protocol for a medical solution including a first phase and a second phase following the first phase, and Based on the protocol, a temporal change in the contrast agent concentration of the tissue of the subject is simulated to create a time-enhanced curve showing the temporal change, a target pixel value is obtained, an initial pixel value of the tissue is obtained, and the A time enhancement curve is evaluated, the injection protocol is adjusted according to the result of the evaluation process to generate a predicted injection protocol, and when evaluating the time enhancement curve, the target pixel value is A first side normalized from the first side obtained by subtracting the pixel value is calculated, and the predicted pixel value exceeds the initial pixel value from a second point in time when the simulated predicted pixel value reaches the target pixel value. A normalized first base is calculated from the first base obtained by subtracting the first time point, and a normalized first base in a first triangle including the normalized first side and the normalized first base is calculated. The time emphasis curve is evaluated by calculating a first angle formed by the hypotenuse and the normalized first base, and determining whether or not the first angle is included in a predetermined range. shall be.
これにより、シミュレーションの回数を削減して、予測注入プロトコルの生成時間を短縮できる。 Thereby, the number of simulations can be reduced and the time required to generate a predictive injection protocol can be shortened.
本発明のさらなる特徴は、添付図面を参照して例示的に示した以下の実施例の説明から明らかになる。 Further features of the invention will become apparent from the following description of an exemplary embodiment, shown by way of example with reference to the accompanying drawings, in which: FIG.
以下に、本発明を実施するための例示的な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施形態において説明する寸法、材料、形状及び構成要素の相対的な位置は任意に設定でき、本発明が適用される装置の構成又は様々な条件に応じて変更できる。また、特別な記載がない限り、本発明の範囲は、以下に具体的に記載された実施形態に限定されない。 Below, exemplary embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative positions of components described in the following embodiments can be set arbitrarily, and can be changed depending on the configuration of the device to which the present invention is applied or various conditions. Furthermore, unless otherwise specified, the scope of the present invention is not limited to the embodiments specifically described below.
特に言及した場合を除き、造影剤という用語は、造影剤単体と、造影剤に加えて他の溶媒及び添加物を含む薬液との両方を含む。また、以下では、特に言及した場合を除き、画素値という用語には、造影されている撮像部位における、CT値、関心領域(ROI)に含まれる画素のCT値の和若しくは平均値、又は関心領域のSD値(標準偏差値)が含まれる。さらに、画素値は、これらの値から造影されていない撮像部位における値(例えば、単純CTにおける撮像部位のCT値)を減算して得られた値を含む。関心領域は予め設定されているか、又はユーザが関心領域を選択することができる。 Unless specifically mentioned, the term contrast agent includes both contrast agents alone and drug solutions that include other solvents and additives in addition to the contrast agent. In addition, in the following, unless otherwise stated, the term pixel value refers to the CT value, the sum or average value of CT values of pixels included in a region of interest (ROI), or the The SD value (standard deviation value) of the area is included. Furthermore, the pixel value includes a value obtained by subtracting a value in an imaged region that is not contrasted (for example, a CT value of an imaged region in simple CT) from these values. The region of interest can be preset or the user can select the region of interest.
図1に示すように、被写体の組織における画素値の経時変化を予測するシミュレータ20は、被写体である被験者に関する被写体情報を取得する被写体情報取得部11を備えている。この被写体情報は、例えば、体重当たりヨード量、性別、体重、身長、体表面積、心機能、心拍数、一回拍出量、心拍出量、ヘモグロビン量、推定糸球体濾過量(eGFR)、クレアチニン値、年齢、除脂肪体重、ボディマス指数、循環血液量、被験者番号(被験者ID)、被験者の疾病及び副作用の履歴、被験者氏名、生年月日、血液量、及び血流速度を含んでいる。
As shown in FIG. 1, a
被写体情報取得部11は、シミュレータ20に対する入力部又は操作部として機能するタッチパネル26を介して、ユーザが入力した被写体情報を取得する。また、被写体情報取得部11は、シミュレータ20の記憶部24又は外部記憶装置であるサーバSから被写体情報を取得してもよい。この場合、シミュレータ20とサーバSとは、全体としてシミュレーションシステムとして機能する。このサーバSとしては、例えば、RIS(Radiology Information System)、PACS(Picture Archiving and Communication System)、HIS(Hospital Information System)、検像システム、及び画像作成用ワークステーションがある。さらに、被写体情報取得部11は、後述する撮像装置3又は注入装置2(図9)から被写体情報を取得してもよい。
The subject
サーバSは、複数のコンピュータとしてのサーバユニットが組み合わされることにより一台の論理的なサーバSとして構成されている。ただし、単一のサーバユニットによりサーバSが構成されてもよい。あるいは、クラウドコンピューティングを利用して論理的にサーバSが構成されてもよい。また、サーバSは、所定のプログラムに従って各種の演算処理及び動作制御を実行するプロセッサと、プロセッサの動作に必要な内部メモリと、その他の周辺装置とを組み合わせたコンピュータとして構成されている。 The server S is configured as one logical server S by combining server units as a plurality of computers. However, the server S may be configured by a single server unit. Alternatively, the server S may be configured logically using cloud computing. Further, the server S is configured as a computer that combines a processor that executes various arithmetic processing and operation control according to a predetermined program, an internal memory necessary for the operation of the processor, and other peripheral devices.
また、シミュレータ20は、複数のフェーズを含む造影剤の注入プロトコルを取得するプロトコル取得部12を備える。一例として、プロトコル取得部12は、注入装置2から取得した薬液情報等に基づいて生成することによって、標準注入プロトコルを取得する。また、プロトコル取得部12は、シミュレータ20を介してユーザが入力した注入プロトコルを取得してもよい。また、プロトコル取得部12は、記憶部24、サーバS又は注入装置2から注入プロトコルを取得してもよい。注入プロトコルは、一例として、薬液の注入時間及び注入速度を含んでおり、第1フェーズと、第1フェーズに続く第2フェーズとを含んでいる。また、複数の注入フェーズは、三つ以上のフェーズであってもよい。なお、以下では二つの注入フェーズを含む注入プロトコルを用いる場合について説明する。
The
注入プロトコルは、各フェーズにおける注入速度の上限速度及び注入量の下限量を、さらに含んでいる。また、注入プロトコルは、注入方法、造影剤注入箇所、注入量、注入タイミング、造影剤濃度、注入圧力、及び注入速度の加速度を含んでいてもよい。さらに、注入プロトコルは、造影剤の注入時間及び注入速度、生理食塩水の注入時間及び注入速度、造影剤の後押し注入の有無、注入速度の増減、クロス注入の有無、リンク速度設定の有無、及び注入用チューブの体積等の情報を含んでいてもよい。クロス注入とは、注入開始から設定された時間が経過するまで、生理食塩水の注入速度より高速で造影剤を注入した後、注入速度が徐々に減少するように造影剤を注入すると同時に、注入速度が徐々に増加するように生理食塩水を注入する注入方法である。また、リンク速度設定とは、造影剤と生理食塩水の注入速度が同一になるように、両者の注入速度をリンクさせる設定である。 The injection protocol further includes an upper limit of the injection rate and a lower limit of the injection volume in each phase. The injection protocol may also include an injection method, a contrast agent injection location, an injection amount, an injection timing, a contrast agent concentration, an injection pressure, and an acceleration of the injection speed. In addition, the injection protocol includes contrast medium injection time and injection rate, physiological saline injection time and injection rate, presence or absence of boost injection of contrast medium, increase or decrease of injection rate, presence or absence of cross injection, presence or absence of link speed setting, and It may also include information such as the volume of the injection tube. Cross injection refers to injecting the contrast medium at a higher speed than the saline injection speed until a set time has elapsed from the start of the injection, and then injecting the contrast medium at a rate that gradually decreases the injection speed while simultaneously injecting the contrast medium. This is an injection method in which saline is injected at a rate that gradually increases. Furthermore, the link speed setting is a setting for linking the injection speeds of the contrast medium and physiological saline so that the injection speeds of the two are the same.
シミュレータ20は、タッチパネル26を介してユーザが入力した被写体の組織情報を取得する組織情報取得部13を備えている。具体的に、組織情報取得部13は、組織の当初画素値を取得する。また、組織情報は、シミュレーションの対象組織の他の情報を含んでいてもよい。この対象組織には、例えば、大動脈及び冠動脈等の血管、心臓(右心室及び左心室)、腎臓、尿管、その他の臓器及び筋肉が含まれる。また、組織情報取得部13は、記憶部24、サーバS又は注入装置2から組織情報を取得してもよい。
The
また、シミュレータ20は、薬液に関する薬液情報を取得する薬液情報取得部14を備えている。具体的に、薬液情報取得部14は、注入装置2に内蔵された読取部からヨード含有量を取得する。この読取部は、後述する注入ヘッド21(図9)に搭載されるシリンジに取り付けられたデータキャリアから薬液情報を読み取る。データキャリアは、例えば、RFIDチップ、ICタグ、又はバーコードである。また、薬液情報取得部14は、タッチパネル26を介してユーザが入力した薬液情報を取得してもよい。この薬液情報は、例えば、ヨード含有量、単位当たりヨード量、粘稠度、浸透圧比、造影剤量、生理食塩水量、製品ID、製品名称、化学分類、含有成分、濃度、消費期限、シリンジ容量、シリンジ耐圧、シリンダ内径、ピストンストローク、及びロット番号を含んでいる。また、薬液情報取得部14は、記憶部24、サーバS又は注入装置2から薬液情報を取得してもよい。
The
また、シミュレータ20は、目標画素値を取得する目標値取得部15を備えている。この目標値取得部15は、目標維持時間をさらに取得することができる。ユーザは、対象組織の読影に必要な目標画素値と、当該目標画素値を維持する所望の目標維持時間とを、タッチパネル26から入力できる。代替的に目標値取得部15は、記憶部24又はサーバSなどから目標画素値及び目標維持時間の少なくとも一方を取得してもよい。
The
また、シミュレータ20は、制御部25と、制御プログラムPG1を記憶している記憶部24とを備えている。この制御部25は、記憶部24に記憶された制御プログラムPG1に従ってシミュレータ20の各部を制御している。また、制御部25は、被写体情報取得部11、プロトコル取得部12、組織情報取得部13、薬液情報取得部14、目標値取得部15、予測部16、及び判定部17を有している。そして、記憶部24に実装された生成プログラムPG2に対応して制御部25が各種処理を実行することにより、各部が各種機能として論理的に実現される。さらに、制御部25は、表示部として機能するタッチパネル26に画像を表示させる表示制御部としても機能する。
The
一例として、制御部25は、不図示のプロセッサを有している。プロセッサは、例えばCPU(Central Processing Unit)、又はMPU(Micro-Processing Unit)であり、記憶部24に記憶された制御プログラムPG1に基づいて、シミュレータ20の全体を制御すると共に、各種処理についても統括的に制御する。本実施形態では、CPUが、記憶部24に記憶された制御プログラムPG1に従って、種々の演算、制御、及び判別等の処理動作を実行できる。また、制御部25には、所定の指令及びデータを入力する入力部としてタッチパネル26が接続されている。タッチパネル26は、装置の入力状態、設定状態、計測結果、及び各種情報を表示する表示部としても機能する。さらに、制御部25は、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、CF(Compact Flash)カード、及びUSB(Universal Serial Bus)メモリ等の可搬記録媒体、又はインターネット上のサーバ等の外部記憶媒体に記憶されたプログラムに従って制御を行うこともできる。
As an example, the
記憶部24は、制御部25が動作するためのシステムワークメモリであるRAM(Random Access Memory)、プログラム若しくはシステムソフトウェアを格納するROM(Read Only Memory)、又はハードディスクドライブを有する。また、記憶部24は、造影剤の予測注入プロトコルを生成する生成プログラムPG2を記憶している。この生成プログラムPG2は、コンピュータを、プロトコル取得部12、予測部16、目標値取得部15、組織情報取得部13、及び判定部17として機能させる。また、生成プログラムPG2は、コンピュータ読み取り可能な非一時的記録媒体に記憶させることができる。
The
また、シミュレータ20は、取得した注入プロトコルに基づいて、被写体の組織の造影剤濃度の経時変化をシミュレーションして、経時変化を示す時間強調曲線(以下、TEC (Time Enhancement Curve)という)を作成する予測部16を備えている。一例として、予測部16は、被写体情報取得部11から、被写体情報として、体重当たりヨード量(mgI/kg)、体重(kg)、及び身長(cm)を受け取る。また、予測部16は、プロトコル取得部12から、注入プロトコルとして、第1及び第2フェーズにおける造影剤の注入時間(sec)及び注入速度(mL/sec)を取得する。さらに、予測部16は、組織情報取得部13から、シミュレーションの対象組織の名称を取得する。また、予測部16は、薬液情報取得部14から、薬液情報として、ヨード含有量(mgI/mL)を取得する。そして、予測部16は、体重当たりヨード量と被写体の体重から、総ヨード量(mgI)を算出する。さらに、予測部16は、総ヨード量(mgI)及びヨード含有量(mgI/mL)から総注入量(mL)を算出する。そして、予測部16は、被写体の組織における画素値の経時変化をシミュレーションする。このシミュレーションは、被写体情報と、注入プロトコルと、組織情報とに基づいて実行される。その後、予測部16は、時間ごとの画素値の変化を記憶部24に記憶させて、対象組織のTECを作成する。
Furthermore, the
例えば、予測部16は、血流方向における上流及び下流のそれぞれに向かって順に各組織の造影剤濃度の経時変化を予測する。具体的に予測部16は、画素値の経時変化をシミュレーションするために、対象組織における画素値の変化を時間関数として求める。一例として、予測部16は、下記式1のような微分方程式を用いる。ここでは、対象組織に流入する造影剤の濃度をC1とし、対象組織から流出する造影剤の濃度をC2とし、対象組織の体積をVとし対象組織における単位組織あたりの血流量(血流速度)をQとしている。
For example, the
さらに、予測部16は、右心室、左心室、血管以外の組織における画素値の変化を求めるために、造影剤が毛細血管から細胞外液腔へと透過する際の染み出し速度と、細胞外液腔から毛細血管へと透過する際の染み戻り速度とを考慮する。そのため、予測部16は、例えば下記式2及び式3のような微分方程式を用いている。ここでは、細胞外液腔の体積をVecとし、細胞外液腔の造影剤の濃度をCecとし、毛細血管の体積をVivとし、毛細血管の造影剤の濃度をCivとし、染み出し速度をPS1とし、染み戻り速度をPS2としている。
Furthermore, in order to determine changes in pixel values in tissues other than the right ventricle, left ventricle, and blood vessels, the
上記微分方程式を解くことにより、注入開始からの経過時間と画素値(造影剤濃度)の変化が時間関数として求められる。さらに、予測部16は、所定の排出速度に基づく造影剤の排出量を算出し、当該排出量を減じるようにシミュレーションしてもよい。シミュレーションが終了すると、予測部16は、シミュレーション結果を記憶部24に順次記憶させて、対象組織のTECを作成する。このシミュレーション結果は、組織に関連付けられた時間ごとの画素値の情報が含んでいる。また、予測部16は、造影剤の体循環シミュレーションとして、公知の他の手法を用いてもよい。
By solving the above differential equation, the elapsed time from the start of injection and the change in pixel value (contrast agent concentration) can be determined as a time function. Furthermore, the
また、シミュレータ20は、注入装置2のコンソール23に接続されており、タッチパネル26がシミュレータ20の入力部及び表示部して機能する。例えば、タッチパネル26は、シミュレータ20の表示部としてシミュレーション結果を表示する。また、シミュレータ20は、複数の注入装置2に接続されていてもよい。さらに、予測部16は、注入装置2又は撮像装置3から、管電圧等のシミュレーションに用いる他の情報を取得してもよい。
Further, the
[シミュレーションの概要]
図2及び図3を参照して、シミュレーションの概要を説明する。図2に示すTECにおいて、横軸は注入開始からの経過時間(sec)に対応し、縦軸は対象組織の画素値(HU)に対応する。このTECは、被写体の組織における、注入開始後の造影剤濃度の経時変化を示す曲線である。また、図2においては、第1辺C1、第1底辺B1、及び第2辺C2に対して後述する正規化が行われる前のTECを示している。また、図3は、複数の注入フェーズを含む注入プロトコルの一例として、第1フェーズにおいて一定の注入速度で注入するとともに、第2フェーズにおいては時間とともに注入速度が低下するように注入する可変注入プロトコルを示している。なお、以下ではシミュレーションの対象組織として上行大動脈が選択され、シミュレーションに用いる注入プロトコルとして可変注入プロトコルが選択された場合について説明する。
[Simulation overview]
An overview of the simulation will be explained with reference to FIGS. 2 and 3. In the TEC shown in FIG. 2, the horizontal axis corresponds to the elapsed time (sec) from the start of injection, and the vertical axis corresponds to the pixel value (HU) of the target tissue. This TEC is a curve showing the change over time in the contrast agent concentration in the tissue of the subject after the start of injection. Further, FIG. 2 shows TEC before normalization, which will be described later, is performed on the first side C1, the first base B1, and the second side C2. FIG. 3 shows an example of an injection protocol that includes multiple injection phases, and shows a variable injection protocol in which injection is performed at a constant injection rate in the first phase, and the injection rate is decreased over time in the second phase. It shows. Note that a case will be described below in which the ascending aorta is selected as the target tissue for simulation and the variable injection protocol is selected as the injection protocol used for the simulation.
図2に示すTECにおいて、対象組織の造影前の画素値である当初画素値OVは50HUであり、目標画素値TVは400 HUであり、予測部16が予測した予測画素値が最も高くなるピーク画素値PVは437HUである。また、予測画素値が当初画素値OVを超える第1時点T1は注入開始から13.0sec経過時である。そして、予測画素値が目標画素値TVに達する第2時点T2は注入開始から24.5sec経過時であり、予測画素値がピーク画素値PVに達する第3時点T3は注入開始から32.5sec経過時である。さらに、予測画素値がピーク画素値PVに達した後に目標画素値TVに達する第4時点T4は、注入開始から42.5sec経過時である。
In the TEC shown in FIG. 2, the initial pixel value OV, which is the pixel value of the target tissue before contrast imaging, is 50 HU, the target pixel value TV is 400 HU, and the peak at which the predicted pixel value predicted by the
また、図2は、目標画素値TVから当初画素値OVを減じて得られる第1辺C1と、第2時点T2から第1時点T1を減じて得られる第1底辺B1とを含む第1三角形D1における第1斜辺A1とを示している。さらに、図2は、ピーク画素値PVから目標画素値TVを減じて得られる第2辺C2と、第3時点T3から第2時点T2を減じて得られる第2底辺B2(以下前半維持時間B2ともいう)とを含む第2三角形D2の第2斜辺A2とを示している。また、図2は、第1斜辺A1と第1底辺B1とがなす第1角度θ1と、第2斜辺A2と第2底辺B2とがなす第2角度θ2とを示している。さらに、図2は、第4時点T4から第3時点T3を減じて得られる後半維持時間B3を示している。 FIG. 2 also shows a first triangle including a first side C1 obtained by subtracting the initial pixel value OV from the target pixel value TV, and a first base B1 obtained by subtracting the first time T1 from the second time T2. The first oblique side A1 in D1 is shown. Further, FIG. 2 shows a second side C2 obtained by subtracting the target pixel value TV from the peak pixel value PV, and a second base B2 obtained by subtracting the second time point T2 from the third time point T3 (hereinafter referred to as first half maintenance time B2). The second hypotenuse A2 of the second triangle D2 includes the second triangle D2. Further, FIG. 2 shows a first angle θ1 formed by the first oblique side A1 and the first base B1, and a second angle θ2 formed between the second oblique side A2 and the second base B2. Furthermore, FIG. 2 shows the second half maintenance time B3 obtained by subtracting the third time point T3 from the fourth time point T4.
第1角度θ1及び第2角度θ2を評価することによって、注入プロトコルを大まかに評価できる。そのため、理想的なTECを得るために注入プロトコルをどの様に調整すべきかを、TECに基づいて推測できる。この推測を用いることにより、複数の注入フェーズを含む注入プロトコルを用いたシミュレーションにおいて、再シミュレーションの回数を減らすことができる。 By evaluating the first angle θ1 and the second angle θ2, the injection protocol can be roughly evaluated. Therefore, it is possible to infer based on the TEC how the injection protocol should be adjusted to obtain the ideal TEC. Using this inference, the number of re-simulations can be reduced in simulations using injection protocols that include multiple injection phases.
図3に示す標準注入プロトコルでは、第1フェーズにおいて注入速度3.42mL/secと注入時間2.9secが設定され、第2フェーズにおいて開始注入速度3.42mL/secから終了注入速度2.36mL/secまで漸減する注入速度の傾き-0.034と注入時間26.9secが設定されている。なお、注入プロトコルに含まれるフェーズとしては、注入速度が時間の経過とともに増減するフェーズ、注入速度が一定のフェーズ、生理食塩水等の他の薬液を同時に注入するフェーズ、他の薬液のみを注入するフェーズ、及びこれらを組み合わせたフェーズなどがある。 In the standard injection protocol shown in Figure 3, an injection rate of 3.42 mL/sec and an injection time of 2.9 sec are set in the first phase, and the starting injection rate is gradually decreased from 3.42 mL/sec to a final injection rate of 2.36 mL/sec in the second phase. The slope of the injection rate is -0.034 and the injection time is set to 26.9 seconds. The phases included in the injection protocol include a phase in which the injection rate increases or decreases over time, a phase in which the injection rate is constant, a phase in which other medical solutions such as physiological saline are injected at the same time, and a phase in which only other medical solutions are injected. There are phases, and phases that are a combination of these.
[シミュレーション]
図4から図8を参照して、シミュレーションについて説明する。シミュレーションが開始されると、予測部16は各種情報を取得する。具体的に、予測部16は、プロトコル取得部12から、シミュレーションに用いる注入プロトコルとして標準注入プロトコルを取得する。一例として、プロトコル取得部12は、薬液情報取得部14から取得した薬液情報と、被写体情報取得部11から取得した被写体情報とに基づいて、標準注入プロトコルを生成して取得する。また、予測部16は、目標値取得部15から目標画素値及び目標維持時間を取得する。さらに、予測部16は、組織情報取得部13から組織の当初画素値OVを取得する。
[simulation]
The simulation will be described with reference to FIGS. 4 to 8. When the simulation is started, the
その後、予測部16は、取得した注入プロトコルに従って、被写体の組織の画素値の経時変化をシミュレーションする。そして、予測部16は、シミュレーション結果から当該組織のTECを作成する(S401)。ここで、予測部16は、ユーザが選択した組織の画素値のみをシミュレーションしてもよく、複数の組織の画素値をシミュレーションしてもよい。なお、TECは曲線の形で作成されなくともよく、TECを導き出せるデータであってもよい。例えば、時間の経過に伴う画素値の変化を示す表の形式でTECが作成されてもよい。そして、判定部17は、作成されたTECの評価処理を行い、評価処理の結果に応じて第1フェーズに用いられる第1注入プロトコルを調整して、予測注入プロトコルを生成する。
Thereafter, the
すなわち、判定部17は、評価処理として、第1角度θ1が所定の範囲に含まれるか否かの判定を含む第1判定を行うことによってTECを評価する(S402)。この第1判定によって、目標画素値に到達する注入プロトコルへ調整される。続いて、判定部17は、評価処理として、第2角度θ2が所定の範囲に含まれるか否かの判定を含む第2判定を行うことによってTECを再評価する(S403)。 That is, the determining unit 17 evaluates the TEC by performing a first determination including determining whether the first angle θ1 is included in a predetermined range as an evaluation process (S402). This first determination adjusts the injection protocol to reach the target pixel value. Subsequently, as an evaluation process, the determining unit 17 re-evaluates the TEC by performing a second determination including determining whether the second angle θ2 is included in a predetermined range (S403).
その後、判定部17は、注入プロトコルの第1フェーズの調整が必要である場合(S404でYES)、評価処理の結果に応じて第1フェーズを調整する(S405)。具体的には、第1判定において第1フェーズの調整フラグが立てられた場合、判定部17は、第1フェーズを調整する。また、第1フェーズの調整が不要であって(S404でNO)、且つ注入プロトコルの第2フェーズの調整が必要である場合(S406でYES)、判定部17は、評価処理の結果に応じて第2フェーズを調整する(S407)。具体的には、第2判定において第2フェーズの調整フラグが立てられた場合、判定部17は第2フェーズを調整する。 After that, if the first phase of the injection protocol needs to be adjusted (YES in S404), the determination unit 17 adjusts the first phase according to the result of the evaluation process (S405). Specifically, when the first phase adjustment flag is set in the first determination, the determination unit 17 adjusts the first phase. Further, if the adjustment of the first phase is not necessary (NO in S404) and the adjustment of the second phase of the injection protocol is necessary (YES in S406), the determination unit 17 Adjust the second phase (S407). Specifically, when the second phase adjustment flag is set in the second determination, the determination unit 17 adjusts the second phase.
ここで、判定部17は、第1フェーズの調整が必要である場合、第2フェーズの調整が必要であっても、第2フェーズを調整する前に第1フェーズを調整する。具体的には、第1フェーズ及び第2フェーズの調整フラグが立てられた場合、判定部17は、第2フェーズを調整する前に第1フェーズを調整する。その後、第2フェーズの調整フラグが立てられた場合、判定部17は、第2フェーズを調整する。一方、第2フェーズの調整が不要である場合(S406でNO)、判定部17は評価処理を終了する。ただし、第1フェーズの調整と同時に第2フェーズの調整を行ってもよい。 Here, if the first phase needs to be adjusted, the determination unit 17 adjusts the first phase before adjusting the second phase even if the second phase needs to be adjusted. Specifically, when the first phase and second phase adjustment flags are set, the determination unit 17 adjusts the first phase before adjusting the second phase. After that, when the second phase adjustment flag is set, the determination unit 17 adjusts the second phase. On the other hand, if the second phase adjustment is not necessary (NO in S406), the determination unit 17 ends the evaluation process. However, the second phase adjustment may be performed simultaneously with the first phase adjustment.
そして、判定部17は、当該シミュレーションで最後に使用した注入プロトコルを、予測注入プロトコルとして記憶部24に記憶させる。代替的に判定部17は、第1判定及び第2判定を経て第2フェーズの調整が不要であると判定された複数の注入プロトコルのうち、最も目標値に近似するプロトコルを予測注入プロトコルとして記憶部24に記憶させてもよい。例えば、判定部17は、最も目標画素値TV及び目標維持時間に近似する予測画素値及び維持時間が得られるプロトコルを、予測注入プロトコルとして記憶部24に記憶させてもよい。さらに、判定部17は、第1フェーズ及び第2フェーズを通して、使用される造影剤量が最も少ないプロトコルを、予測注入プロトコルとして記憶部24に記憶させてもよい。
Then, the determination unit 17 causes the
なお、標準注入プロトコルにおける第1フェーズ及び第2フェーズの注入量が少ない場合、判定部17は、TECを作成する(S401)前に、第1フェーズの合計注入量及び第2フェーズの合計注入量の少なくとも一方を増加させてもよい。注入量が少なすぎる場合には、目標画素値TVに到達しないと判定される可能性が高い。そのため、予め判定部17が注入量を増加させることにより、シミュレーションの繰り返し回数を減らすことができる。 Note that when the injection volumes of the first phase and the second phase in the standard injection protocol are small, the determination unit 17 determines the total injection volume of the first phase and the total injection volume of the second phase before creating the TEC (S401). You may increase at least one of the following. If the injection amount is too small, there is a high possibility that it will be determined that the target pixel value TV will not be reached. Therefore, the number of repetitions of the simulation can be reduced by the determination unit 17 increasing the injection amount in advance.
[第1判定]
第1判定において、まず判定部17は、予測部16にシミュレーションされた予測画素値が目標画素値TVに到達しているか否かを判定する(S501)。そして、判定部17は、目標画素値TVに到達していないと判定すると(S501でNO)、第1フェーズの合計注入量を増加する調整フラグを立てて(S502)第1判定を終了する。その後、第1フェーズの調整が必要となるので(S404でYES)、判定部17は第1フェーズを調整する(S405)。一例として、判定部17は、目標画素値TVに対するピーク画素値PVの割合を算出し、当該割合を第1フェーズの注入速度に乗算する。例えば、目標画素値TVが400HUであり、ピーク画素値PVが380HUである場合、割合1.05(=400HU /380HU)を、第1フェーズの注入速度3.42mL/secに乗算して、調整後の注入速度3.59mL/secを算出して置き換える。ここで、判定部17は、第1フェーズの注入時間を変更しないため、第1フェーズの合計注入量が増加する。これにより、目標画素値TVに到達しない注入プロトコルと比較して、予測画素値が大きく増加するため、シミュレーションの繰り返し回数を減らすことができる。
[First judgment]
In the first determination, the determination unit 17 first determines whether the predicted pixel value simulated by the
代替的に、判定部17は、第1フェーズの注入時間を長くして、第1フェーズの合計注入量を増加させてもよい。さらに、判定部17は、目標画素値TVとピーク画素値PVとの差が所定の値(一例として50HU)よりも小さい場合には、所定の値よりも大きい場合と比較して、調整時の注入量の増加量を少なくしてもよい。 Alternatively, the determination unit 17 may increase the total injection amount of the first phase by lengthening the injection time of the first phase. Furthermore, when the difference between the target pixel value TV and the peak pixel value PV is smaller than a predetermined value (50 HU as an example), the determination unit 17 determines that the The amount of injection may be increased by a smaller amount.
次に、判定部17は、目標画素値TVに到達していると判定すると(S501でYES)、第1フェーズの注入速度が、予め設定された所定速度を超過しているか否かを判定する(S503)。この所定速度は、注入可能な上限速度としてユーザが設定してもよい。一例として、所定速度は10mL/sec又は7mL/secである。そして、判定部17は、所定速度を超過していると判定すると(S503でYES)、第1フェーズの注入速度を低減する調整フラグを立てて(S504)、第1判定を終了する。その後、第1フェーズの調整が必要となるので(S404でYES)、判定部17は第1フェーズを調整する(S405)。一例として、判定部17は、第1フェーズの注入速度を設定された所定速度まで低減させる。なお、所定速度を超過しているか否かの判定(S503)は、上限速度の設定が不要であれば省略してもよい。 Next, when determining that the target pixel value TV has been reached (YES in S501), the determining unit 17 determines whether the injection rate of the first phase exceeds a preset predetermined rate. (S503). This predetermined speed may be set by the user as the upper limit speed at which injection is possible. As an example, the predetermined rate is 10 mL/sec or 7 mL/sec. If the determination unit 17 determines that the predetermined rate is exceeded (S503: YES), it sets an adjustment flag to reduce the injection rate of the first phase (S504), and ends the first determination. After that, since the first phase needs to be adjusted (YES in S404), the determination unit 17 adjusts the first phase (S405). As an example, the determination unit 17 reduces the injection rate of the first phase to a set predetermined rate. Note that the determination of whether the predetermined speed is exceeded (S503) may be omitted if setting the upper limit speed is unnecessary.
続いて、判定部17は、所定速度を超過していないと判定すると(S503でNO)、第1フェーズの合計注入量が、予め設定された所定量に達しているか否かを判定する(S505)。この所定量は、注入装置2に搭載されるシリンジの容量の観点から、注入可能な下限量として設定される。一例として、所定量は10mLである。そして、判定部17は、第1フェーズの注入量が所定量未満であると判定すると(S505でYES)、第1フェーズの合計注入量を増加する調整フラグを立てて(S506)、第1判定を終了する。その後、第1フェーズの調整が必要となるので(S404でYES)、判定部17は第1フェーズを調整する(S405)。一例として、判定部17は、第1フェーズの合計注入量を所定量まで増加させる。なお、第1フェーズの合計注入量は、注入速度に注入時間を乗算して算出できる。例えば、注入速度3.59mL/secであり且つ注入時間が2.9secである場合、合計注入量は10.41mL(=3.59mL/sec×2.9sec)である。なお、所定量に達しているか否かの判定(S505)は、下限量の設定が不要であれば省略してもよい。
Subsequently, when determining that the predetermined speed has not been exceeded (NO in S503), the determining unit 17 determines whether the total injection amount in the first phase has reached a predetermined amount (S505). ). This predetermined amount is set as the lower limit amount that can be injected from the viewpoint of the capacity of the syringe installed in the
次に、第1角度θ1が所定の範囲に含まれるか否かを判定するために、判定部17は、目標画素値TVから当初画素値OVを減じて得た第1辺C1から、数式4に基づいて正規化した第1辺C1(第1辺C1の正規化値)を算出する。また、判定部17は、予測部16が予測した予測画素値が目標画素値TVに達する第2時点T2から予測画素値が当初画素値OVを超える第1時点T1を減じて得た第1底辺B1から、数式5に基づいて正規化した第1底辺B1(第1底辺B1の正規化値)を算出する。さらに、判定部17は、数式6に基づいて、正規化した第1辺C1と正規化した第1底辺B1とを含む第1三角形D1における、第1斜辺A1(第1斜辺A1の正規化値)と正規化した第1底辺B1とがなす第1角度θ1(第1角度θ1の正規化値)を算出する。
Next, in order to determine whether the first angle θ1 is included in a predetermined range, the determination unit 17 calculates the
数式4においては、目標画素値TVから当初画素値OVを減じて、1000HUで除算することによって第1辺C1の正規化値が求められる。ここで、1000HUが用いられる理由は、1000HUを超える場合には骨(カルシウム)を示す画素値であると推定され、実用上の上限画素値として1000HUを採用できるからである。また、数式5においては、第2時点T2から第1時点T1を減じて、40secで除算することによって、第1底辺B1の正規化値を求めている。ここで、40secが用いられる理由は、通常は第1フェーズにおいて40secを超えないため、実用上の上限時間として40secを採用できるからである。
In
図2の例では、第1フェーズの定速注入速度が3.42mL/secであり、目標画素値TVが400HUであり、当初画素値OVが50HUであり、第2時点T2が24.5secであり、第1時点T1が13.0secである。そのため、これらを数式4から数式6に代入すると、第1辺C1の正規化値が0.35であり、第1底辺B1の正規化値が0.29であるため、第1角度θ1の正規化値は50.4度となる。そして、判定部17は、第1角度θ1が所定の範囲に含まれるか否かを判定する(S507)。具体的に、判定部17は、第1角度θ1が予め定められた上限角度以上であるか否かを判定する。一例として、上限角度は70.0度である。
In the example of FIG. 2, the constant injection rate of the first phase is 3.42 mL/sec, the target pixel value TV is 400 HU, the initial pixel value OV is 50 HU, the second time point T2 is 24.5 sec, The first time point T1 is 13.0 seconds. Therefore, by substituting these from
そして、判定部17は、第1角度θ1が上限角度以上であると判定すると(S507でYES)、第1フェーズの注入速度を低減する調整フラグを立てて(S508)、第1判定を終了する。その後、当該評価処理の結果に応じて第1フェーズの調整が必要となるので(S404でYES)、判定部17は注入速度を低減するように第1フェーズを調整する(S405)。これにより、TECにおける第1角度θ1の立上り角度が小さくなる。一例として、判定部17は、1より小さい所定の定数を第1フェーズの注入速度に乗算することによって、注入速度を低減する。 If the determining unit 17 determines that the first angle θ1 is equal to or greater than the upper limit angle (YES in S507), it sets an adjustment flag to reduce the injection rate of the first phase (S508), and ends the first determination. . Thereafter, since the first phase needs to be adjusted according to the result of the evaluation process (YES in S404), the determination unit 17 adjusts the first phase to reduce the injection rate (S405). This reduces the rising angle of the first angle θ1 in TEC. As an example, the determination unit 17 reduces the injection rate by multiplying the injection rate of the first phase by a predetermined constant smaller than 1.
一方、第1角度θ1が上限角度未満であると判定すると(S507でNO)、判定部17は、第1角度θ1が所定の範囲に含まれるか否かを判定するために、第1角度θ1が予め設定された下限角度に達しているか否かを判定する(S509)。一例として、下限角度は35.0度であり、より好ましくは20.0度である。そして、判定部17は、第1角度θ1が下限角度未満であると判定すると(S509でYES)、第1フェーズの注入速度を増加する調整フラグを立てて(S510)、第1判定を終了する。その後、当該評価処理の結果に応じて第1フェーズの調整が必要となるので(S404でYES)、判定部17は第1フェーズを調整する(S405)。一例として、判定部17は、下限角度に対する第1角度θ1の割合を算出し、当該割合を第1フェーズの注入速度に乗算する。例えば、下限角度が35度であり、第1角度θ1が30度である場合、判定部17は、割合1.17(=35度/30度)を、第1フェーズの注入速度3.42mL/secに乗算して、調整後の注入速度4.00mL/secを算出する。なお、下限角度に達しているか否かの判定は、下限角度の設定が不要であれば省略してもよい。 On the other hand, if it is determined that the first angle θ1 is less than the upper limit angle (NO in S507), the determination unit 17 determines whether the first angle θ1 is within the predetermined range. It is determined whether or not the angle has reached a preset lower limit angle (S509). As an example, the lower limit angle is 35.0 degrees, more preferably 20.0 degrees. If the determining unit 17 determines that the first angle θ1 is less than the lower limit angle (YES in S509), it sets an adjustment flag to increase the injection rate of the first phase (S510), and ends the first determination. . Thereafter, since the first phase needs to be adjusted according to the result of the evaluation process (S404: YES), the determination unit 17 adjusts the first phase (S405). As an example, the determination unit 17 calculates the ratio of the first angle θ1 to the lower limit angle, and multiplies the injection rate of the first phase by the ratio. For example, when the lower limit angle is 35 degrees and the first angle θ1 is 30 degrees, the determination unit 17 multiplies the first phase injection rate of 3.42 mL/sec by the ratio 1.17 (=35 degrees/30 degrees). Calculate the adjusted injection rate of 4.00mL/sec. Note that the determination as to whether the lower limit angle has been reached may be omitted if setting the lower limit angle is unnecessary.
[第2判定]
第2判定において、まず判定部17は、ピーク画素値PVが目標画素値TVを超える部分が、目標画素値TVを基準として所定の範囲内であるか否かを判定する(S601)。一例として、この所定の範囲は、ピーク画素値PVが目標画素値TVを超える部分に対する目標画素値TVの割合、すなわち目標画素値TVを超える割合が0.1(10%)以下の範囲である。例えば、ピーク画素値PVが437HUであり、目標画素値TVが400HUである場合、判定部17は、割合0.09(=(437HU-400HU)/400HU)を算出する。そして、判定部17は、当該割合が0.1を超えるか否かを判定する。画素値が所定の範囲内ではない場合、すなわち目標画素値TVを超える割合が0.1を超える場合(S601でNO)、判定部17は、当該超える部分が所定の範囲内に含まれるように、後述する画素値調整処理(S602)を行う。なお、所定の範囲はユーザが設定してもよい。
[Second judgment]
In the second determination, the determining unit 17 first determines whether the portion where the peak pixel value PV exceeds the target pixel value TV is within a predetermined range with the target pixel value TV as a reference (S601). As an example, this predetermined range is a range in which the ratio of the target pixel value TV to the portion where the peak pixel value PV exceeds the target pixel value TV, that is, the ratio of exceeding the target pixel value TV is 0.1 (10%) or less. For example, when the peak pixel value PV is 437HU and the target pixel value TV is 400HU, the determination unit 17 calculates a ratio of 0.09 (=(437HU-400HU)/400HU). Then, the determination unit 17 determines whether the ratio exceeds 0.1. If the pixel value is not within the predetermined range, that is, if the ratio of exceeding the target pixel value TV exceeds 0.1 (NO in S601), the determination unit 17 performs a process described below so that the exceeded portion falls within the predetermined range. Pixel value adjustment processing (S602) is performed. Note that the predetermined range may be set by the user.
一方、画素値が所定の範囲内である場合(S601でYES)、判定部17は、シミュレーションされた予測維持時間が目標維持時間を基準として所定の範囲内であるか否かを判定する(S603)。具体的に、判定部17は、予測画素値がピーク画素値PVに達した後に目標画素値TVに達する第4時点T4から第2時点T2を減じて予測維持時間を算出する。一例として、上記所定の範囲は、予測維持時間に対する目標維持時間の割合が1以上1.1以下(100%以上110%以下)の範囲である。例えば、第4時点T4が42.5secであり、第2時点T2が24.5secである場合、予測維持時間は18sec(=42.5sec-24.5sec)となる。そして、目標維持時間が18secである場合、判定部17は、割合1(=18sec/18sec)を算出して、当該割合が1以上1.1以下であるか否かを判定する。予測維持時間が所定の範囲内ではない場合(S603でNO)、判定部17は、予測維持時間が所定の範囲内に含まれるように、後述する時間調整処理(S604)を行う。 On the other hand, if the pixel value is within a predetermined range (YES in S601), the determination unit 17 determines whether the simulated predicted maintenance time is within a predetermined range based on the target maintenance time (S603). ). Specifically, the determination unit 17 calculates the predicted maintenance time by subtracting the second time T2 from the fourth time T4 at which the predicted pixel value reaches the target pixel value TV after reaching the peak pixel value PV. As an example, the predetermined range is a range in which the ratio of the target maintenance time to the predicted maintenance time is 1 or more and 1.1 or less (100% or more and 110% or less). For example, when the fourth time point T4 is 42.5 seconds and the second time point T2 is 24.5 seconds, the predicted maintenance time is 18 seconds (=42.5 seconds-24.5 seconds). Then, when the target maintenance time is 18 seconds, the determination unit 17 calculates the ratio 1 (=18 seconds/18 seconds) and determines whether the ratio is greater than or equal to 1 and less than or equal to 1.1. If the predicted maintenance time is not within the predetermined range (NO in S603), the determination unit 17 performs a time adjustment process (S604) to be described later so that the predicted maintenance time is within the predetermined range.
一方、予測維持時間が所定の範囲内である場合(S603でYES)、判定部17は、TECにおける前半維持時間B2と後半維持時間B3とがそれぞれ所定の基準内であるか否かを判定する(S605)。一例として、判定部17は、予測維持時間の半分に対する前半維持時間B2の割合と 予測維持時間の半分に対する後半維持時間B3の割合とが、それぞれ0.95以上1.05以下(95%以上105%以下)の範囲である場合に、所定の基準内であると判断する。一例として、前半維持時間B2が8secであり、後半維持時間B3が10secである場合、予測維持時間の半分に対応する時間は9secとなる。そして、判定部17は、予測維持時間の半分に対する前半維持時間B2の割合1.12(=9sec/8sec)と、予測維持時間の半分に対する後半維持時間B3の割合0.9(=9sec/10sec)とを算出して、それぞれの割合が0.95以上1.05以下であるか否かを判定する。 On the other hand, if the predicted maintenance time is within the predetermined range (YES in S603), the determination unit 17 determines whether the first half maintenance time B2 and the second half maintenance time B3 in TEC are each within a predetermined standard. (S605). As an example, the determination unit 17 determines that the ratio of the first half maintenance time B2 to half of the predicted maintenance time and the ratio of the second half maintenance time B3 to half of the predicted maintenance time are respectively 0.95 or more and 1.05 or less (95% or more and 105% or less). If it is within the range, it is determined that it is within a predetermined standard. As an example, when the first half sustaining time B2 is 8 seconds and the second half sustaining time B3 is 10 seconds, the time corresponding to half of the predicted sustaining time is 9 seconds. Then, the determination unit 17 calculates a ratio of 1.12 (=9sec/8sec) of the first half maintenance time B2 to half of the predicted maintenance time and a ratio of 0.9 (=9sec/10sec) of the second half maintenance time B3 to half of the predicted maintenance time. Then, it is determined whether each ratio is 0.95 or more and 1.05 or less.
前半維持時間B2と後半維持時間B3とがそれぞれ所定の基準内である場合(S605でYES)、判定部17は第2判定を終了する。この場合、既に調整されているため第1フェーズの調整が不要であり(S404でNO)、且つ第2フェーズの調整が不要になる(S406でNO)。そのため、判定部17は、第2判定を経た注入プロトコルを、予測注入プロトコルとして記憶部24に記憶させると共に、予測結果としてタッチパネル26に表示させる。また、判定部17は、当該注入プロトコルを注入装置2に送り、注入装置2は当該注入プロトコルに従って薬液を注入可能となる。
If the first half maintenance time B2 and the second half maintenance time B3 are each within the predetermined criteria (YES in S605), the determination unit 17 ends the second determination. In this case, since the adjustment has already been made, there is no need to adjust the first phase (NO in S404), and there is no need to adjust the second phase (NO in S406). Therefore, the determination unit 17 stores the injection protocol that has undergone the second determination in the
一方、前半維持時間B2と後半維持時間B3との少なくとも一方が所定の基準内ではない場合(S605でNO)、判定部17は、第2フェーズに用いられる第2注入プロトコルを調整する。具体的に、判定部17は、前半維持時間B2が後半維持時間B3よりも長いか否かを判定する(S606)。前半維持時間B2がより長い場合(S606でYES)、判定部17は、第2フェーズの注入時間を長くするフラグを立てて(S607)、第2判定を終了する。その後、第2フェーズの調整が必要となるので(S406でYES)、判定部17は第2フェーズを調整する(S407)。例えば、判定部17は、第2フェーズの開始注入速度及び第2フェーズの合計注入量を変更せずに、終了注入速度を変えることによって、第2フェーズの注入時間を長くする。代替的に、判定部17は、第2フェーズの注入速度の傾きを変えることにより、第2フェーズの注入時間を長くしてもよい。 On the other hand, if at least one of the first half maintenance time B2 and the second half maintenance time B3 is not within the predetermined standard (NO in S605), the determination unit 17 adjusts the second injection protocol used in the second phase. Specifically, the determination unit 17 determines whether the first half maintenance time B2 is longer than the second half maintenance time B3 (S606). If the first half maintenance time B2 is longer (YES in S606), the determination unit 17 sets a flag to lengthen the second phase injection time (S607), and ends the second determination. After that, since the second phase needs to be adjusted (S406: YES), the determination unit 17 adjusts the second phase (S407). For example, the determination unit 17 lengthens the injection time of the second phase by changing the ending injection rate without changing the starting injection rate of the second phase and the total injection amount of the second phase. Alternatively, the determination unit 17 may lengthen the injection time of the second phase by changing the slope of the injection rate of the second phase.
一方、前半維持時間B2が後半維持時間B3より短い場合(S606でNO)、判定部17は、第2フェーズの注入時間を短くするフラグを立てて(S608)、第2判定を終了する。その後、第2フェーズの調整が必要となるので(S406でYES)、判定部17は第2フェーズを調整する(S407)。例えば、判定部17は、第2フェーズの開始注入速度及び第2フェーズの合計注入量を変更せずに、終了注入速度を変えることによって、第2フェーズの注入時間を短くする。代替的に、判定部17は、第2フェーズの注入速度の傾きを変えることにより、第2フェーズの注入時間を短くしてもよい。 On the other hand, if the first half maintenance time B2 is shorter than the second half maintenance time B3 (NO in S606), the determination unit 17 sets a flag to shorten the second phase injection time (S608), and ends the second determination. After that, since the second phase needs to be adjusted (S406: YES), the determination unit 17 adjusts the second phase (S407). For example, the determination unit 17 shortens the injection time of the second phase by changing the ending injection rate without changing the starting injection rate of the second phase and the total injection amount of the second phase. Alternatively, the determination unit 17 may shorten the injection time of the second phase by changing the slope of the injection rate of the second phase.
[時間調整処理]
予測維持時間が所定の範囲内ではない場合(S603でNO)、判定部17は、予測維持時間が所定の範囲内に含まれるように、図7に示す時間調整処理を行う。具体的に、判定部17は、予測維持時間が所定の基準よりも大きく目標維持時間を超過しているか否かを判定する(S701)。一例として、判定部17は、予測維持時間に対する目標維持時間の割合が1.1を超えているか否かを判定する。そして、予測維持時間が大きく目標維持時間を超過している場合(S701でYES)、判定部17は、前半維持時間B2と後半維持時間B3とがそれぞれ所定の基準内であるか否かを判定する(S702)。なお、S702の処理は、S605の処理を同じであるため、その説明は省略する。
[Time adjustment process]
If the predicted maintenance time is not within the predetermined range (NO in S603), the determination unit 17 performs the time adjustment process shown in FIG. 7 so that the predicted maintenance time is within the predetermined range. Specifically, the determination unit 17 determines whether the predicted maintenance time is greater than a predetermined standard and exceeds the target maintenance time (S701). As an example, the determination unit 17 determines whether the ratio of the target maintenance time to the predicted maintenance time exceeds 1.1. If the predicted maintenance time greatly exceeds the target maintenance time (YES in S701), the determination unit 17 determines whether the first half maintenance time B2 and the second half maintenance time B3 are each within predetermined standards. (S702). Note that since the process in S702 is the same as the process in S605, the explanation thereof will be omitted.
前半維持時間B2と後半維持時間B3とのそれぞれが所定の基準内である場合(S702でYES)、判定部17は、第2フェーズの合計注入量を減らすフラグを立てて(S703)、時間調整処理を終了する。その後、第2フェーズの調整が必要となるので(S406でYES)、判定部17は第2フェーズを調整する(S407)。例えば、判定部17は、第2フェーズの注入速度の傾きと開始注入速度とを変更せずに、第2フェーズの注入時間を短くすることによって、第2フェーズの合計注入量を減らす。 If the first half maintenance time B2 and the second half maintenance time B3 are each within the predetermined criteria (YES in S702), the determination unit 17 sets a flag to reduce the total injection amount in the second phase (S703), and adjusts the time. Finish the process. After that, since the second phase needs to be adjusted (S406: YES), the determination unit 17 adjusts the second phase (S407). For example, the determination unit 17 reduces the total injection amount of the second phase by shortening the injection time of the second phase without changing the slope of the injection rate of the second phase and the starting injection rate.
一方、前半維持時間B2と後半維持時間B3とが所定の基準内ではない場合(S702でNO)、判定部17は、前半維持時間B2が後半維持時間B3よりも長いか否かを判定する(S704)。前半維持時間B2がより短い場合(S704でNO)、判定部17は、第2フェーズの注入時間を短くするフラグを立てて(S705)、時間調整処理を終了する。なお、S705の処理は、S608の処理と同じであるため、その説明は省略する。 On the other hand, if the first half maintenance time B2 and the second half maintenance time B3 are not within the predetermined criteria (NO in S702), the determination unit 17 determines whether the first half maintenance time B2 is longer than the second half maintenance time B3 ( S704). If the first half maintenance time B2 is shorter (NO in S704), the determination unit 17 sets a flag to shorten the second phase injection time (S705), and ends the time adjustment process. Note that the process in S705 is the same as the process in S608, so a description thereof will be omitted.
また、時間調整処理において、判定部17は、第2角度θ2が所定の範囲に含まれるか否かを判定する。そのために、判定部17は、TECにおけるピーク画素値PVから目標画素値TVを減じて得た第2辺C2から正規化した第2辺C2(第2辺C2の正規化値)を算出する。また、判定部17は、第3時点T3から第2時点T2を減じて得た第2底辺B2から正規化した第2底辺B2(第2底辺B2の正規化値)を算出する。さらに、判定部17は、正規化した第2辺C2と正規化した第2底辺B2とを含む第2三角形D2における正規化した第2斜辺A2(第2斜辺A2の正規化値)と正規化した第2底辺B2とがなす第2角度θ2(第2角度θ2の正規化値)を算出する。そして、判定部17は、第2角度θ2が所定の範囲に含まれるか否かを判定することによってTECを再評価する。 Furthermore, in the time adjustment process, the determination unit 17 determines whether the second angle θ2 is within a predetermined range. For this purpose, the determination unit 17 calculates the normalized second side C2 (normalized value of the second side C2) from the second side C2 obtained by subtracting the target pixel value TV from the peak pixel value PV in TEC. Further, the determination unit 17 calculates the second base B2 (normalized value of the second base B2) normalized from the second base B2 obtained by subtracting the second time T2 from the third time T3. Furthermore, the determination unit 17 determines the normalized second hypotenuse A2 (normalized value of the second hypotenuse A2) in the second triangle D2 including the normalized second side C2 and the normalized second base B2, and the normalized second hypotenuse A2 (the normalized value of the second hypotenuse A2). A second angle θ2 (normalized value of the second angle θ2) formed by the second base B2 is calculated. Then, the determining unit 17 re-evaluates the TEC by determining whether the second angle θ2 is within a predetermined range.
数式7において判定部17は、ピーク画素値PVから目標画素値TVを減じて、1000HUで除算することによって第2辺C2の正規化値を求める。また、数式5においては、第3時点T3から第2時点T2を減じて、40secで除算することによって、第2底辺B2の正規化値を求めている。
In Equation 7, the determination unit 17 subtracts the target pixel value TV from the peak pixel value PV and divides it by 1000 HU to obtain the normalized value of the second side C2. Further, in
図2の例では、目標画素値TVが400HUであり、ピーク画素値PVが437HUである。そのため、これを数式7に代入すると、第2辺C2の正規化値が0.037となる。さらに、第2時点T2が24.5secであり、第3時点T3が32.5secである。そのため、これを数式8に代入すると、第2底辺B2の正規化値が0.2となる。そのため、これらを数式9に代入すると、第2角度θ2の正規化値が10.5度となる。 In the example of FIG. 2, the target pixel value TV is 400HU and the peak pixel value PV is 437HU. Therefore, when this is substituted into Equation 7, the normalized value of the second side C2 becomes 0.037. Further, the second time point T2 is 24.5 seconds, and the third time point T3 is 32.5 seconds. Therefore, when this is substituted into Equation 8, the normalized value of the second base B2 becomes 0.2. Therefore, when these are substituted into Equation 9, the normalized value of the second angle θ2 becomes 10.5 degrees.
そして、前半維持時間B2がより長い場合(S704でYES)、判定部17は、正規化した第2角度θ2が予め定められた所定角度よりも小さいか否かを判定する(S706)。この所定角度は、一例として3度~5度である。正規化した第2角度θ2が所定角度より小さい場合(S706でYES)、判定部17は、第2フェーズの合計注入量を減らすフラグを立てて(S707)時間調整処理を終了する。なお、S707の処理は、S703の処理と同じであるため、その説明は省略する。正規化した第2角度θ2が所定角度より大きい場合(S706でNO)、判定部17は、第2フェーズの注入時間を長くするフラグを立てて(S708)、時間調整処理を終了する。なお、S708の処理は、S607の処理と同じであるため、その説明は省略する。 If the first half maintenance time B2 is longer (YES in S704), the determination unit 17 determines whether the normalized second angle θ2 is smaller than a predetermined angle (S706). This predetermined angle is, for example, 3 degrees to 5 degrees. If the normalized second angle θ2 is smaller than the predetermined angle (YES in S706), the determination unit 17 sets a flag to reduce the total injection amount in the second phase (S707) and ends the time adjustment process. Note that the process in S707 is the same as the process in S703, so the explanation thereof will be omitted. If the normalized second angle θ2 is larger than the predetermined angle (NO in S706), the determination unit 17 sets a flag to lengthen the injection time of the second phase (S708), and ends the time adjustment process. Note that the process in S708 is the same as the process in S607, so a description thereof will be omitted.
そして、予測維持時間が大きく目標維持時間を超過していない場合(S701でNO)、予測維持時間は目標維持時間よりも短かいことになる。この場合、判定部17は、前半維持時間B2と後半維持時間B3とがそれぞれ所定の基準内であるか否かを判定する(S709)。前半維持時間B2は、ピーク画素値PVに達する前の予測維持時間の前半部分に対応する。また、後半維持時間B3は、ピーク画素値PVに達した後の予測維持時間の後半部分に対応する。図2の例では、前半維持時間B2が8.0sec(=32.5sec-24.5sec)であり、後半維持時間B3が10.0sec(=42.5sec-32.5sec)である。なお、S709の処理は、S605の処理を同じであるため、その説明は省略する。 If the predicted maintenance time is large and does not exceed the target maintenance time (NO in S701), the predicted maintenance time is shorter than the target maintenance time. In this case, the determination unit 17 determines whether the first half maintenance time B2 and the second half maintenance time B3 are each within predetermined standards (S709). The first half sustaining time B2 corresponds to the first half of the predicted sustaining time before reaching the peak pixel value PV. Further, the second half sustaining time B3 corresponds to the second half of the predicted sustaining time after reaching the peak pixel value PV. In the example of FIG. 2, the first half sustaining time B2 is 8.0 sec (=32.5 sec−24.5 sec), and the second half sustaining time B3 is 10.0 sec (=42.5 sec−32.5 sec). Note that the process in S709 is the same as the process in S605, so a description thereof will be omitted.
前半維持時間B2と後半維持時間B3とのいずれもが所定の基準内である場合(S709でYES)、判定部17は、第2フェーズの合計注入量を増やすフラグを立てて(S710)、時間調整処理を終了する。その後、第2フェーズの調整が必要となるので(S406でYES)、判定部17は第2フェーズを調整する(S407)。例えば、判定部17は、第2フェーズの注入速度の傾きと開始注入速度とを変更せずに、第2フェーズの注入時間を長くすることによって、第2フェーズの合計注入量を増やす。 If both the first half maintenance time B2 and the second half maintenance time B3 are within the predetermined criteria (YES in S709), the determination unit 17 sets a flag to increase the total injection amount in the second phase (S710), and Finish the adjustment process. After that, since the second phase needs to be adjusted (S406: YES), the determination unit 17 adjusts the second phase (S407). For example, the determination unit 17 increases the total injection amount of the second phase by lengthening the injection time of the second phase without changing the slope of the injection rate of the second phase and the starting injection rate.
前半維持時間B2と後半維持時間B3との少なくとも一方が所定の基準内ではない場合(S709でNO)、判定部17は、前半維持時間B2が後半維持時間B3よりも長いか否かを判定する(S711)。前半維持時間B2がより短い場合(S711でNO)、判定部17は、第2フェーズの注入時間を短くするフラグを立てて(S712)、時間調整処理を終了する。なお、S712の処理は、S608の処理と同じであるため、その説明は省略する。前半維持時間B2がより長い場合(S711でYES)、判定部17は、第2フェーズの注入時間を長くするフラグを立てて(S713)、時間調整処理を終了する。なお、S713の処理は、S607の処理と同じであるため、その説明は省略する。 If at least one of the first half maintenance time B2 and the second half maintenance time B3 is not within the predetermined standard (NO in S709), the determination unit 17 determines whether the first half maintenance time B2 is longer than the second half maintenance time B3. (S711). If the first half maintenance time B2 is shorter (NO in S711), the determination unit 17 sets a flag to shorten the second phase injection time (S712), and ends the time adjustment process. Note that the process in S712 is the same as the process in S608, so a description thereof will be omitted. If the first half maintenance time B2 is longer (YES in S711), the determination unit 17 sets a flag to lengthen the second phase injection time (S713), and ends the time adjustment process. Note that the process in S713 is the same as the process in S607, so the explanation thereof will be omitted.
[画素値調整処理]
ピーク画素値PVが所定の範囲内ではない場合(S601でNO)、判定部17は、ピーク画素値PVが目標画素値TVを超える部分が所定の範囲内に含まれるように、図8に示す画素値調整処理を行う。まず判定部17は、予測維持時間が目標維持時間を基準として所定の範囲内であるか否かを判定する(S801)。一例として、この所定の範囲は、予測維持時間に対する目標維持時間の割合が0.85以上1.1以下(85%以上110%以下)の範囲である。予測維持時間が所定の範囲内である場合(S801でYES)、判定部17は、前半維持時間B2と後半維持時間B3とがそれぞれ所定の基準内であるか否かを判定する(S802)。なお、S802の処理はS605の処理と同じであるため、その説明は省略する。
[Pixel value adjustment processing]
If the peak pixel value PV is not within the predetermined range (NO in S601), the determination unit 17 determines the value as shown in FIG. 8 so that the portion where the peak pixel value PV exceeds the target pixel value TV is included within the predetermined range Performs pixel value adjustment processing. First, the determination unit 17 determines whether the predicted maintenance time is within a predetermined range based on the target maintenance time (S801). As an example, this predetermined range is a range in which the ratio of the target maintenance time to the predicted maintenance time is 0.85 or more and 1.1 or less (85% or more and 110% or less). If the predicted maintenance time is within a predetermined range (S801: YES), the determination unit 17 determines whether the first half maintenance time B2 and the second half maintenance time B3 are each within a predetermined standard (S802). Note that since the processing in S802 is the same as the processing in S605, the explanation thereof will be omitted.
前半維持時間B2と後半維持時間B3とがそれぞれ所定の基準内である場合(S802でYES)、判定部17は、第1フェーズの注入速度を低減するフラグを立てて(S803)、画素値調整処理を終了する。また、前半維持時間B2と後半維持時間B3とが所定の基準内ではない場合(S802でNO)、判定部17は、前半維持時間B2が後半維持時間B3よりも長いか否かを判定する(S804)。前半維持時間B2が後半維持時間B3より短い場合(S804でNO)、判定部17は、第1フェーズの注入量を低減するフラグを立てて(S805)、画素値調整処理を終了する。その後、第1フェーズの調整が必要となるので(S404でYES)、判定部17は第1フェーズを調整する(S405)。例えば、判定部17は、第1フェーズの注入速度を変更せずに第1フェーズの注入時間を短くすることによって、第1フェーズの合計注入量を低減する。前半維持時間B2がより長い場合(S804でYES)、判定部17は、第2フェーズの注入時間を長くするフラグを立てて(S806)画素値調整処理を終了する。なお、S806の処理はS607の処理と同じであるため、その説明は省略する。 If the first half maintenance time B2 and the second half maintenance time B3 are each within predetermined standards (YES in S802), the determination unit 17 sets a flag to reduce the injection rate of the first phase (S803), and adjusts the pixel value. Finish the process. Further, if the first half maintenance time B2 and the second half maintenance time B3 are not within the predetermined standard (NO in S802), the determination unit 17 determines whether the first half maintenance time B2 is longer than the second half maintenance time B3 ( S804). If the first half maintenance time B2 is shorter than the second half maintenance time B3 (NO in S804), the determination unit 17 sets a flag to reduce the first phase injection amount (S805), and ends the pixel value adjustment process. After that, since the first phase needs to be adjusted (YES in S404), the determination unit 17 adjusts the first phase (S405). For example, the determination unit 17 reduces the total injection amount of the first phase by shortening the injection time of the first phase without changing the injection rate of the first phase. If the first half maintenance time B2 is longer (YES in S804), the determination unit 17 sets a flag to lengthen the second phase injection time (S806) and ends the pixel value adjustment process. Note that since the processing in S806 is the same as the processing in S607, the explanation thereof will be omitted.
予測維持時間が所定の範囲内ではない場合(S801でNO)、判定部17は、予測維持時間が所定の基準よりも大きく目標維持時間を超過しているか否かを判定する(S807)。一例として、判定部17は、予測維持時間に対する目標維持時間の割合が1.1を超えているか否かを判定する。そして、予測維持時間が大きく目標維持時間を大きく超過している場合(S807でYES)、判定部17は、前半維持時間B2と後半維持時間B3とがそれぞれ所定の基準内であるか否かを判定する(S808)。なお、S808の処理は、S605の処理を同じであるため、その説明は省略する。 If the predicted maintenance time is not within the predetermined range (NO in S801), the determination unit 17 determines whether the predicted maintenance time exceeds the target maintenance time by a value greater than a predetermined reference (S807). As an example, the determination unit 17 determines whether the ratio of the target maintenance time to the predicted maintenance time exceeds 1.1. If the predicted maintenance time greatly exceeds the target maintenance time (YES in S807), the determination unit 17 determines whether the first half maintenance time B2 and the second half maintenance time B3 are within predetermined standards. Determination is made (S808). Note that the process in S808 is the same as the process in S605, so a description thereof will be omitted.
前半維持時間B2と後半維持時間B3とが所定の基準内である場合(S808でYES)、判定部17は、第1フェーズの注入速度を低減するフラグを立てて(S809)画素値調整処理を終了する。また、前半維持時間B2と後半維持時間B3とが所定の基準内ではない場合(S808でNO)、判定部17は、前半維持時間B2が後半維持時間B3よりも長いか否かを判定する(S810)。前半維持時間B2が後半維持時間B3より短い場合(S810でNO)、判定部17は、第1フェーズの注入速度を低減するフラグを立てて(S811)画素値調整処理を終了する。なお、S809及びS811の処理は、S803又はS805の処理を同じであるため、その説明は省略する。前半維持時間B2が後半維持時間B3より長い場合(S810でYES)、判定部17は、第2フェーズの合計注入量を減らすフラグを立てて(S812)時間調整処理を終了する。なお、S812の処理は、S703の処理と同じであるため、その説明は省略する。 If the first half maintenance time B2 and the second half maintenance time B3 are within the predetermined criteria (YES in S808), the determination unit 17 sets a flag to reduce the injection rate of the first phase (S809) and performs the pixel value adjustment process. finish. Further, if the first half maintenance time B2 and the second half maintenance time B3 are not within the predetermined standard (NO in S808), the determination unit 17 determines whether the first half maintenance time B2 is longer than the second half maintenance time B3 ( S810). If the first half maintenance time B2 is shorter than the second half maintenance time B3 (NO in S810), the determination unit 17 sets a flag to reduce the injection rate of the first phase (S811) and ends the pixel value adjustment process. Note that the processing in S809 and S811 is the same as the processing in S803 or S805, so a description thereof will be omitted. If the first half maintenance time B2 is longer than the second half maintenance time B3 (YES in S810), the determination unit 17 sets a flag to reduce the total injection amount of the second phase (S812) and ends the time adjustment process. Note that the process in S812 is the same as the process in S703, so the explanation thereof will be omitted.
予測維持時間が所定の基準よりも大きく目標維持時間を超過していない場合(S807でNO)、予測維持時間が所定の基準よりも大きく目標維持時間を下回っていることになる。例えば 、予測維持時間に対する目標維持時間の割合が0.85未満となる。この場合、判定部17は、予測維持時間に対する目標維持時間の割合が予め定められた所定割合より低いか否かを判定する(S813)。この所定割合は、一例として0.8(80%)である。例えば、目標維持時間が20secであり且つ維持時間が18secである場合、判定部17は、当該割合0.9(=18sec/20sec)を算出して、0.8より低いか否かを判定する。所定割合より低い場合(S813でYES)、判定部17は、第2フェーズの合計注入量を増やすフラグを立てて(S814)画素値調整処理を終了する。なお、S814の処理は、S710の処理と同じであるため、その説明は省略する。一方、所定割合より高い場合(S813でNO)、判定部17は、第1フェーズの合計注入量を低減するフラグを立てて(S815)画素値調整処理を終了する。なお、S815の処理は、S803又はS805の処理を同じであるため、その説明は省略する。 If the predicted maintenance time is greater than the predetermined standard and does not exceed the target maintenance time (NO in S807), it means that the predicted maintenance time is greater than the predetermined criterion and less than the target maintenance time. For example, the ratio of the target maintenance time to the predicted maintenance time is less than 0.85. In this case, the determination unit 17 determines whether the ratio of the target maintenance time to the predicted maintenance time is lower than a predetermined ratio (S813). This predetermined ratio is, for example, 0.8 (80%). For example, when the target maintenance time is 20 seconds and the maintenance time is 18 seconds, the determination unit 17 calculates the ratio of 0.9 (=18 seconds/20 seconds) and determines whether the ratio is lower than 0.8. If it is lower than the predetermined ratio (YES in S813), the determination unit 17 sets a flag to increase the total injection amount in the second phase (S814) and ends the pixel value adjustment process. Note that the process in S814 is the same as the process in S710, so a description thereof will be omitted. On the other hand, if the ratio is higher than the predetermined ratio (NO in S813), the determination unit 17 sets a flag to reduce the total injection amount of the first phase (S815) and ends the pixel value adjustment process. Note that since the process in S815 is the same as the process in S803 or S805, the explanation thereof will be omitted.
なお、判定部17は、シミュレーションの繰り返し回数が上限回数に到達した場合、シミュレーションを終了してもよい。一例として、第1判定又は第2判定が25回を超えた場合、判定部17は、シミュレーションを終了して上限回数に到達した旨をタッチパネル26に表示させる。
Note that the determination unit 17 may end the simulation when the number of repetitions of the simulation reaches the upper limit number of times. As an example, if the first determination or the second determination exceeds 25 times, the determination unit 17 ends the simulation and displays on the
[シミュレーションシステム]
続いて、注入装置2及び撮像装置3と、不図示のサーバS(外部記憶装置)とを備えるシミュレーションシステム100の概略図である図9を参照して、シミュレータ20(図1)を備えるシミュレーションシステム100について説明する。シミュレータ20は、撮像装置3及び注入装置2の少なくとも一方に搭載される。
[Simulation system]
Next, with reference to FIG. 9, which is a schematic diagram of a
図9に示すように、シミュレーションシステム100は、造影剤を注入する注入装置2と、注入装置2に有線又は無線で接続され且つ被写体を撮像する医療用の撮像装置3とを備えている。この撮像装置3としては、例えば、MRI(Magnetic Resonance Imaging)装置、CT(Computed Tomography)装置、アンギオ撮像装置、PET(Positron Emission Tomography)装置、SPECT(Single Photon Emission Computed Tomography)装置、CTアンギオ装置、MRアンギオ装置、超音波診断装置、及び血管撮像装置等の各種医療用の撮像装置がある。以下ではCT装置について説明する。
As shown in FIG. 9, the
撮像装置3は、撮像プランに従って被写体を撮像する撮像部31と、撮像装置3の全体を制御する制御装置32を有している。この撮像プランには、例えば、撮像部位、実効管電圧、機種名、メーカー名、撮像時間、管電圧、撮像範囲、回転速度、ヘリカルピッチ、曝射時間、線量、及び撮像方法が含まれている。そして、制御装置32は、撮像プランに従うように撮像部31を制御して被写体を撮像する。さらに、制御装置32は、不図示のシミュレータ20と接続させることができる。代替的に、シミュレータ20は、制御装置32に内蔵されてもよい。また、制御装置32は、撮像部31、注入装置2、及び不図示のサーバSと有線又は無線によって通信できる。
The
撮像部31は、寝台と、被写体にX線を照射するX線源と、被写体を透過したX線を検出するX線検出器とを有している。この撮像部31は、被写体にX線を曝射し、被写体を透過したX線に基づいて被写体の体内を逆投影することで、被写体の透視画像を撮像する。代替的に、撮像部31は、ラジオ波又は超音波を用いて撮像してもよい。
The
撮像装置3は、表示部としてのディスプレイ33を有している。このディスプレイ33は、制御装置32に接続されており、装置の入力状態、設定状態、撮像結果、及び各種情報を表示する。代替的に、制御装置32とディスプレイ33とは、一体的に構成することもできる。さらに、撮像装置3は、入力部34として、キーボード等のユーザインタフェースを有している。ユーザは、薬液情報、注入プロトコル、組織情報、被写体情報及び目標値を、入力部34から撮像装置3に入力することができる。
The
注入装置2は、注入プロトコルに従って造影剤を注入する注入ヘッド21を備えている。そして、注入装置2は、シリンジに充填された薬液、例えば、生理食塩水及び各種造影剤を被写体に注入する。また、注入装置2は、注入ヘッド21を保持するスタンド22と、注入ヘッド21に有線又は無線で接続されたコンソール23とを備えている。
The
コンソール23は、注入ヘッド21を制御する制御装置として機能すると共に、不図示のシミュレータ20が接続されている。代替的に、シミュレータ20はコンソール23に内蔵されていてもよい。さらに、シミュレータ20は図1のサーバSに接続されていてもよく、サーバSがシミュレータ20として機能してもよい。このコンソール23は、入力表示部として機能するタッチパネル26を備え、注入ヘッド21及び撮像装置3と有線又は無線で通信できる。このタッチパネル26は、注入プロトコル、装置の入力状態、設定状態、注入結果、及び各種情報を表示でき、シミュレータ20の入力部及び表示部として機能する。注入装置2は、タッチパネル26に代えて、表示部としてのディスプレイと、入力部としてのキーボードとを備えていてもよい。
The
注入装置2は、コンソール23に代えて、注入ヘッド21に接続された制御装置と、該制御装置に接続され且つ薬液の注入状況が表示される表示部(例えばタッチパネルディスプレイ)とを有していてもよい。この場合、制御装置にシミュレータ20が接続される。また、注入ヘッド21及び制御装置は、スタンド22と一体的に構成することもできる。さらに、スタンド22に代えて天吊部材を設け、該天吊部材を介して天井から注入ヘッド21を天吊することもできる。
In place of the
また、注入装置2は、注入ヘッド21を遠隔操作する遠隔操作装置(例えばハンドスイッチ又はフットスイッチ)を有していてもよい。この遠隔操作装置は、注入ヘッド21を遠隔操作して注入を開始又は停止することができる。さらに、注入装置2は、電源又はバッテリーを有していてもよい。この電源又はバッテリーは、注入ヘッド21又は制御装置のいずれかに設けることができ、これらとは別に設けることもできる。
In addition, the
注入ヘッド21は、薬液が充填されたシリンジが搭載されるシリンジ保持部と、注入プロトコルに従ってシリンジ内の薬液を押し出す駆動機構とを備えている。また、注入ヘッド21は、駆動機構の動作を入力するための操作部212を有している。操作部212には、例えば駆動機構の前進ボタン、駆動機構の後進ボタン、及び最終確認ボタンが設けられている。さらに、注入ヘッド21は、注入条件、注入状況、装置の入力状態、設定状態、及び各種注入結果が表示されるヘッドディスプレイを備えていてもよい。
The
造影剤が注入される際には、注入ヘッド21に搭載されたシリンジの先端部に延長チューブ等の付属品が接続される。そして、注入準備が完了すると、ユーザが操作部212の最終確認ボタンを押す。これにより、注入ヘッド21は、注入を開始できる状態で待機する。注入を開始すると、シリンジから押し出された造影剤は、延長チューブを介して被写体の体内へ注入される。
When a contrast medium is injected, an accessory such as an extension tube is connected to the tip of a syringe mounted on the
また、注入ヘッド21には、RFIDチップ、ICタグ、又はバーコード等のデータキャリアを有するプレフィルドシリンジ、及び種々のシリンジを搭載することができる。そして、注入ヘッド21は、シリンジに取り付けられたデータキャリアの読み取りを行う読取部(不図示)を備えている。このデータキャリアには、薬液に関する薬液情報が記憶されている。さらに、注入ヘッド21は、3つ以上のシリンジ保持部を有していてもよく、又は1つのみのシリンジ保持部を有していてもよい。
Further, the
注入装置2は、サーバSから情報を受信することができ、サーバSへ情報を送信することもできる。また、撮像装置3も、サーバSから情報を受信することができ、サーバSへ情報を送信することもできる。サーバSには、予め検査オーダーが記憶されている。この検査オーダーは、被写体に関する被写体情報と、検査内容に関する検査情報とを備えている。また、サーバSは、撮像装置3から送信された画像のデータ等の撮像結果に関する情報と、注入装置2から送信された注入結果に関する情報を記憶することができる。なお、注入装置2及び撮像装置3を操作するために、外部の検像システム又は画像作成用ワークステーションを用いることもできる。
The
ユーザは、予測部16による予測結果に応じて撮像プランを変更できる。また、撮像装置3は、予測部16による予測結果に応じて撮像プランを変更してもよい。具体的に、撮像装置3は、目標画素値又は目標維持時間に達するように、例えば管電圧又は管電流を変更できる。ユーザは、生成された予測注入プロトコルを用いて造影剤を注入できる。また、注入装置2は、生成された予測注入プロトコルと一致するように、例えば注入速度又は注入時間を変更してもよい。
The user can change the imaging plan according to the prediction result by the
以上説明した実施形態に係る発明によれば、第2フェーズの調整前に第1フェーズを調整することにより、シミュレーションの回数を削減して、予測注入プロトコルの生成時間を短縮できる。 According to the invention according to the embodiments described above, by adjusting the first phase before adjusting the second phase, it is possible to reduce the number of simulations and shorten the time required to generate a predictive injection protocol.
以上、各実施形態を参照して本発明について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明に反しない範囲で変更された発明、及び本発明と均等な発明も本発明に含まれる。また、各実施形態及び各変形形態は、本発明に反しない範囲で適宜組み合わせることができる。 Although the present invention has been described above with reference to each embodiment, the present invention is not limited to the above embodiments. The present invention includes inventions modified within the scope of the present invention and inventions equivalent to the present invention. Moreover, each embodiment and each modification can be combined as appropriate within a range that does not contradict the present invention.
例えば、シミュレータ20は、撮像装置3及び注入装置2の少なくとも一方に有線又は無線接続される外部コンピュータに搭載してもよい。この場合、シミュレータ20は、シミュレーション結果及び最適な予測注入プロトコルを、撮像装置3及び注入装置2に送信する。
For example, the
3:撮像装置
12:プロトコル取得部
13:組織情報取得部
15:目標値取得部
16:予測部
17:判定部
20:シミュレータ
21:注入ヘッド
100:シミュレーションシステム
3: Imaging device 12: Protocol acquisition unit 13: Tissue information acquisition unit 15: Target value acquisition unit 16: Prediction unit 17: Determination unit 20: Simulator 21: Injection head 100: Simulation system
Claims (12)
前記注入プロトコルに基づいて、被写体の組織の造影剤濃度の経時変化をシミュレーションして、前記経時変化を示す時間強調曲線を作成する予測部と、
目標画素値を取得する目標値取得部と、
前記組織の当初画素値を取得する組織情報取得部と、
前記時間強調曲線の評価処理を行い、前記評価処理の結果に応じて前記注入プロトコルを調整して、予測注入プロトコルを生成する判定部とを備え、
前記評価処理において、前記判定部は、前記目標画素値から前記当初画素値を減じて得た第1辺から正規化した第1辺を算出し、かつシミュレーションされた予測画素値が前記目標画素値に達する第2時点から前記予測画素値が前記当初画素値を超える第1時点を減じて得た第1底辺から正規化した第1底辺を算出するとともに、前記正規化した第1辺と前記正規化した第1底辺とを含む第1三角形における正規化した第1斜辺と前記正規化した第1底辺とがなす第1角度を算出して、前記第1角度が所定の範囲に含まれるか否かを判定することによって前記時間強調曲線を評価する、シミュレータ。 a protocol acquisition unit that acquires a drug solution injection protocol including a first phase and a second phase following the first phase;
a prediction unit that simulates a change in contrast agent concentration in the tissue of the subject over time based on the injection protocol and creates a time-enhanced curve showing the change over time;
a target value acquisition unit that acquires a target pixel value;
a tissue information acquisition unit that acquires an initial pixel value of the tissue;
a determination unit that performs evaluation processing of the time enhancement curve, adjusts the injection protocol according to the result of the evaluation processing, and generates a predicted injection protocol;
In the evaluation process, the determination unit calculates a first side normalized from a first side obtained by subtracting the initial pixel value from the target pixel value, and the simulated predicted pixel value is set to the target pixel value. A normalized first base is calculated from a first base obtained by subtracting a first time point at which the predicted pixel value exceeds the initial pixel value from a second time point when the predicted pixel value reaches Calculate a first angle formed by the normalized first hypotenuse of the first triangle including the normalized first base, and determine whether the first angle is included in a predetermined range. A simulator that evaluates the time enhancement curve by determining whether
前記第1角度が上限角度未満である場合、前記判定部は、前記第1角度が下限角度未満であるか否かを判定し、前記第1角度が前記下限角度未満である場合は、注入速度を増加するように前記第1注入プロトコルを調整する、請求項1に記載のシミュレータ。 If the first angle is greater than or equal to the upper limit angle, the determination unit adjusts the first injection protocol used in the first phase to reduce the injection rate,
When the first angle is less than the upper limit angle, the determination unit determines whether the first angle is less than the lower limit angle, and when the first angle is less than the lower limit angle, the injection rate 2. The simulator of claim 1, adjusting the first injection protocol to increase .
前記超える部分が所定の範囲内ではない場合、前記判定部は、前記超える部分が所定の範囲内に含まれるように画素値調整処理を行う、請求項1から3のいずれか一項に記載のシミュレータ。 The determination unit determines whether a portion of the time emphasis curve where the peak pixel value exceeds the target pixel value is within a predetermined range based on the target pixel value,
4. If the exceeding portion is not within a predetermined range, the determination unit performs pixel value adjustment processing so that the exceeding portion is included within a predetermined range. simulator.
前記判定部は、前記予測画素値が前記時間強調曲線におけるピーク画素値に達した後に前記目標画素値に達する第4時点から前記第2時点を減じて予測維持時間を算出し、前記予測維持時間が前記目標維持時間を基準として所定の範囲内であるか否かを判定し、
前記予測維持時間が所定の範囲内ではない場合、前記判定部は、前記予測維持時間が所定の範囲内に含まれるように時間調整処理を行う、請求項1から4のいずれか一項に記載のシミュレータ。 The target value acquisition unit further acquires a target maintenance time,
The determination unit calculates a predicted maintenance time by subtracting the second point in time from a fourth point in time when the predicted pixel value reaches the target pixel value after reaching the peak pixel value in the time enhancement curve, and calculates the predicted maintenance time. is within a predetermined range based on the target maintenance time,
According to any one of claims 1 to 4, when the predicted maintenance time is not within a predetermined range, the determination unit performs a time adjustment process so that the predicted maintenance time is included within a predetermined range. simulator.
前記判定部は、前記前半維持時間と前記後半維持時間との少なくとも一方が所定の基準内ではない場合、前記第2フェーズに用いられる第2注入プロトコルを調整する、請求項5に記載のシミュレータ。 When the predicted maintenance time is within a predetermined range, the determination unit calculates the first half maintenance time by subtracting the second time from a third time when the predicted pixel value reaches the peak pixel value, and calculating the second half maintenance time by subtracting the third time point from the fourth time point, and determining whether the first half maintenance time and the second half maintenance time are each within predetermined standards;
The simulator according to claim 5, wherein the determination unit adjusts the second injection protocol used in the second phase when at least one of the first half maintenance time and the second half maintenance time is not within a predetermined standard.
請求項1から8のいずれか一項に記載のシミュレータとを備える、シミュレーションシステム。 an injection head for injecting a contrast medium;
A simulation system comprising: the simulator according to any one of claims 1 to 8.
請求項1から8のいずれか一項に記載のシミュレータとを備える、シミュレーションシステム。 an imaging device that captures an image of a subject;
A simulation system comprising: the simulator according to any one of claims 1 to 8.
第1フェーズと、前記第1フェーズに続く第2フェーズとを含む薬液の注入プロトコルを取得するプロトコル取得部と、
前記注入プロトコルに基づいて、被写体の組織の造影剤濃度の経時変化をシミュレーションして、前記経時変化を示す時間強調曲線を作成する予測部と、
目標画素値を取得する目標値取得部と、
前記組織の当初画素値を取得する組織情報取得部と、
前記時間強調曲線の評価処理を行い、前記評価処理の結果に応じて前記注入プロトコルを調整して、予測注入プロトコルを生成する判定部として機能させ、
前記評価処理において、前記判定部は、前記目標画素値から前記当初画素値を減じて得た第1辺から正規化した第1辺を算出し、かつシミュレーションされた予測画素値が前記目標画素値に達する第2時点から前記予測画素値が前記当初画素値を超える第1時点を減じて得た第1底辺から正規化した第1底辺を算出するとともに、前記正規化した第1辺と前記正規化した第1底辺とを含む第1三角形における正規化した第1斜辺と前記正規化した第1底辺とがなす第1角度を算出して、前記第1角度が所定の範囲に含まれるか否かを判定することによって前記時間強調曲線を評価する、生成プログラム。 A generation program that generates a predictive injection protocol for a drug solution, the generation program comprising:
a protocol acquisition unit that acquires a drug solution injection protocol including a first phase and a second phase following the first phase;
a prediction unit that simulates a change in contrast agent concentration in the tissue of the subject over time based on the injection protocol and creates a time-enhanced curve showing the change over time;
a target value acquisition unit that acquires a target pixel value;
a tissue information acquisition unit that acquires an initial pixel value of the tissue;
Functioning as a determination unit that performs evaluation processing of the time enhancement curve, adjusts the injection protocol according to the result of the evaluation processing, and generates a predicted injection protocol;
In the evaluation process, the determination unit calculates a first side normalized from a first side obtained by subtracting the initial pixel value from the target pixel value, and the simulated predicted pixel value is set to the target pixel value. A normalized first base is calculated from a first base obtained by subtracting a first time point at which the predicted pixel value exceeds the initial pixel value from a second time point when the predicted pixel value reaches Calculate a first angle formed by the normalized first hypotenuse of the first triangle including the normalized first base, and determine whether the first angle is included in a predetermined range. A generation program that evaluates the temporal enhancement curve by determining whether
第1フェーズと、前記第1フェーズに続く第2フェーズとを含む薬液の注入プロトコルを取得し、
前記注入プロトコルに基づいて、被写体の組織の造影剤濃度の経時変化をシミュレーションして、前記経時変化を示す時間強調曲線を作成し、
目標画素値を取得し、
前記組織の当初画素値を取得し、
前記時間強調曲線の評価処理を行い、前記評価処理の結果に応じて前記注入プロトコルを調整して、予測注入プロトコルを生成し、
前記評価処理において前記時間強調曲線を評価する際には、前記目標画素値から前記当初画素値を減じて得た第1辺から正規化した第1辺を算出し、かつシミュレーションされた予測画素値が前記目標画素値に達する第2時点から前記予測画素値が前記当初画素値を超える第1時点を減じて得た第1底辺から正規化した第1底辺を算出するとともに、前記正規化した第1辺と前記正規化した第1底辺とを含む第1三角形における正規化した第1斜辺と前記正規化した第1底辺とがなす第1角度を算出して、前記第1角度が所定の範囲に含まれるか否かを判定することによって前記時間強調曲線を評価する、生成方法。 A method for generating a predictive injection protocol for a drug solution, the method comprising:
Obtaining a drug solution injection protocol including a first phase and a second phase following the first phase,
Based on the injection protocol, create a time-enhanced curve showing the temporal change by simulating the temporal change in contrast agent concentration in the tissue of the subject;
Get the target pixel value,
obtaining an initial pixel value of the tissue;
performing an evaluation process on the time enhancement curve and adjusting the injection protocol according to the result of the evaluation process to generate a predicted injection protocol;
When evaluating the time enhancement curve in the evaluation process , a first side is normalized from a first side obtained by subtracting the initial pixel value from the target pixel value, and a simulated predicted pixel value is calculated. Calculate a normalized first base from a first base obtained by subtracting a first time point at which the predicted pixel value exceeds the initial pixel value from a second time point at which the predicted pixel value reaches the target pixel value, and A first angle formed by a normalized first hypotenuse and the normalized first base in a first triangle including one side and the normalized first base is calculated, and the first angle is within a predetermined range. A generation method that evaluates the time emphasis curve by determining whether it is included in the curve.
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2019
- 2019-09-12 JP JP2019166295A patent/JP7382056B2/en active Active
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