(57)【要約】      （修正有）【課題】人に不要な放射線を受けさせることなく、所望の画質を達成する。【解決手段】コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像システム１００の少なくとも１つの処理ユニットは、修正システム特徴とタスク物体を有する臨床タスクとを含むオペレータ入力を受信し、さらに、臨床タスクを実行するための画像データの望ましい全体的な画質を表す、タスクベースのＩＱメトリックを決定するためのオペレータ入力を受信する。画像データが基準システム特徴を使用して取得される。少なくとも１つの処理ユニット１１０はまた、タスク物体、修正システム特徴、およびタスクベースのＩＱメトリックに基づいて露出制御パラメータを決定する。少なくとも１つの処理ユニットはまた、管電流または管電位の少なくとも一方を露出制御パラメータの関数として、ＣＴスキャン中にＸ線源１０４に指示してＸ線ビーム１０６を生成させる。【選択図】図１
2019209107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像システム（１００、２００）であって、
Ｘ線ビーム（１０６、２０６）を発生させながら管電流および管電位で動作するように構成されたＸ線源（１０４、２０４）と、
人（２１１）の投影データを収集するように構成されたＣＴ検出器（１０８、２０８）と、
メモリに記憶されたプログラム命令を実行するように構成された少なくとも１つの処理ユニット（１１０、２１６）であって、前記プログラム命令を実行する場合、前記少なくとも１つの処理ユニット（１１０、２１６）が、
修正システム特徴およびタスク物体を有する臨床タスクを含むオペレータ入力を受信することと、
タスクベースの画質（ＩＱ）メトリックを決定するためのオペレータ入力を受信することであって、前記タスクベースのＩＱメトリックが前記臨床タスクを実行するための画像データの所望の全体的な画質を表し、前記画像データが基準システム特徴を使用して取得され、前記基準システム特徴および前記修正システム特徴が同じタイプの特徴であり、再構成アルゴリズムまたはスキャンパラメータを含む、ことと、
前記タスク物体、前記修正システム特徴、および前記タスクベースのＩＱメトリックに基づいて、露出制御パラメータを決定することと、
ＣＴスキャンの間に前記Ｘ線ビーム（１０６、２０６）を生成するよう前記Ｘ線源（１０４、２０４）に指示することであって、前記ＣＴスキャンの間に前記管電流または前記管電位の少なくとも一方が前記露出制御パラメータの関数である、ことと、
を実行するよう構成される、少なくとも１つの処理ユニット（１１０、２１６）と、
を備える、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像システム（１００、２００）。
【請求項２】
前記少なくとも１つの処理ユニット（１１０、２１６）は、前記露出制御パラメータを受信し、前記露出制御パラメータに基づいて前記Ｘ線ビーム（１０６、２０６）を生成するように前記Ｘ線源（１０４、２０４）に指示するよう構成された自動露出制御（ＡＥＣ）エンジン（２１３）を含む、請求項１に記載のＣＴ撮像システム（１００、２００）。
【請求項３】
前記ＡＥＣエンジン（２１３）が、前記露出制御パラメータを使用して管電流変調（ＴＣＭ）プロファイルを決定し、前記ＴＣＭプロファイルが、前記Ｘ線源（１０４、２０４）の異なる角度および長手方向位置に対して前記ＣＴスキャン中に管電流を規定し、前記Ｘ線ビーム（１０６、２０６）を生成するよう前記Ｘ線源（１０４、２０４）に指示することが前記ＴＣＭプロファイルに従って前記Ｘ線ビーム（１０６、２０６）を生成するよう前記Ｘ線源（１０４、２０４）に指示することを含む、請求項１に記載のＣＴ撮像システム（１００、２００）。
【請求項４】
前記露出制御パラメータを決定することが、
前記タスク物体および前記再構成アルゴリズムに基づく少なくとも１つの重み係数を決定することと、
前記少なくとも１つの重み係数および前記タスクベースのＩＱメトリックを使用して前記露出制御パラメータを計算することと、
を含む、請求項１に記載のＣＴ撮像システム（１００、２００）。
【請求項５】
前記少なくとも１つの処理ユニット（１１０、２１６）が、前記Ｘ線ビーム（１０６、２０６）を生成するように前記Ｘ線源（１０４、２０４）に指示するよう構成される自動露出制御（ＡＥＣ）エンジン（２１３）を含み、前記露出制御パラメータが、画像ノイズまたは放射線量パラメータの少なくとも一方に対して指定された関係を有し、前記方法はさらに、前記露出制御パラメータを、前記ＡＥＣエンジン（２１３）によって受信されるように構成される異なる露出制御パラメータに変換することを備える、請求項１に記載のＣＴ撮像システム（１００、２００）。
【請求項６】
前記タスクベースのＩＱメトリックが検出可能性指数を使用して決定され、前記検出可能性指数が、前記ＣＴ撮像システム（１００、２００）の空間解像度（ＭＴＦ）およびノイズ特性（ＮＰＳ）ならびに前記タスク物体の空間周波数成分を組み合わせるタスクベースの周波数依存信号対ノイズ比（ＳＮＲ）メトリックである、請求項１に記載のＣＴ撮像システム（１００、２００）。
【請求項７】
前記ＩＱ基準が、ノイズ標準偏差または基準管電流積の少なくとも一方を含む、請求項６に記載のＣＴ撮像システム（１００、２００）。
【請求項８】
前記タスクベースのＩＱメトリックを決定するために受信される前記オペレータ入力が、所望の全体的な画質を有する基準画像を含み、前記少なくとも１つの処理ユニット（１１０、２１６）が、前記プログラム命令を実行する場合に、前記基準画像を使用して前記タスクベースのＩＱメトリックを決定するよう構成される、請求項１に記載のＣＴ撮像システム（１００、２００）。
【請求項９】
前記タスクベースのメトリックが、前記臨床タスクに対する前記ＣＴ撮像システム（１００、２００）の変調伝達関数（ＭＴＦ）と、前記ＣＴ撮像システム（１００、２００）のノイズパワースペクトル（ＮＰＳ）と、前記臨床タスクに対する前記ＣＴ撮像システム（１００、２００）の周波数成分（Ｗ）とに基づく、請求項８に記載のＣＴ撮像システム（１００、２００）。
【請求項１０】
方法（３００、５００）であって、
修正システム特徴およびタスク物体を有する臨床タスクを含むオペレータ入力を受信するステップと、
タスクベースの画質（ＩＱ）メトリックを決定するためのオペレータ入力を受信するステップであって、前記タスクベースのＩＱメトリックが前記臨床タスクを実行するための画像データの所望の全体的な画質を表し、前記画像データが基準システム特徴を使用して取得され、前記基準システム特徴および前記修正システム特徴が同じタイプの特徴であり、再構成アルゴリズムまたはスキャンパラメータを含む、ステップと、
前記タスク物体、前記修正システム特徴、および前記タスクベースのＩＱメトリックに基づいて、露出制御パラメータを決定するステップと、
ＣＴスキャンの間に前記Ｘ線ビーム（１０６、２０６）を生成するよう前記Ｘ線源（１０４、２０４）に指示するステップであって、前記ＣＴスキャンの間の前記管電流または前記管電位の少なくとも一方が前記露出制御パラメータの関数である、ステップと、
を備える、方法（３００、５００）。
【請求項１１】
前記露出制御パラメータを決定するステップが、
前記タスク物体および前記再構成アルゴリズムに基づく少なくとも１つの重み係数を決定するステップと、
前記少なくとも１つの重み係数および前記タスクベースのＩＱメトリックを使用して前記露出制御パラメータを計算するステップと、
を含む、請求項１０に記載の方法（３００、５００）。
【請求項１２】
前記タスクベースのＩＱメトリックを決定するために受信される前記オペレータ入力が、所望の全体的な画質を有する数値または基準画像の少なくとも一方を含み、前記露出制御パラメータが、前記タスクベースの品質メトリックと、前記臨床タスクのための前記ＣＴ撮像システム（１００、２００）の変調伝達関数（ＭＴＦ）と、前記ＣＴ撮像システム（１００、２００）のノイズパワースペクトル（ＮＰＳ）と、前記臨床タスクのための前記ＣＴ撮像システム（１００、２００）の周波数成分（Ｗ）とに基づく、請求項１０に記載の方法（３００、５００）。
【請求項１３】
前記タスクベースのＩＱメトリックが第１のＣＴ撮像システム（１００、２００）によって取得され、前記基準システム特徴が、前記第１のＣＴ撮像システム（１００、２００）によって使用され、前記修正システム特徴が、第２のＣＴ撮像システム（１００、２００）によって使用されるように構成され、前記露出制御パラメータを決定するステップが、前記第２のＣＴ撮像システム（１００、２００）のための前記露出制御パラメータを決定するステップを含む、請求項１０に記載の方法（３００、５００）。
【請求項１４】
コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像システム（１００、２００）であって、
Ｘ線ビーム（１０６、２０６）を発生させながら管電流および管電位で動作するように構成されるＸ線源（１０４、２０４）と、
人（２１１）の投影データを収集するように構成されるＣＴ検出器（１０８、２０８）と、
メモリに記憶されるプログラム命令を実行するように構成される少なくとも１つの処理ユニット（１１０、２１６）であって、前記プログラム命令を実行する場合に、前記少なくとも１つの処理ユニット（１１０、２１６）が、
タスク物体を有する臨床タスク、基準システム特徴、修正システム特徴、および目標画質（ＩＱ）基準を含むオペレータ入力を受信することであって、前記目標ＩＱ基準が前記基準システム特徴を使用して取得可能な許容可能な画質を表し、前記基準システム特徴および前記修正システム特徴が同じタイプの特徴であり、再構成アルゴリズムまたはスキャンパラメータを含む、ことと、
前記タスク物体、前記基準システム特徴、および前記目標ＩＱ基準に基づいてタスクベースのＩＱメトリックを決定することと、
前記タスクベースのＩＱメトリック、前記タスク物体、および前記修正システム特徴に基づいて調整ＩＱ基準を決定することと、
ＣＴスキャン中に前記Ｘ線ビーム（１０６、２０６）を生成するよう前記Ｘ線源（１０４、２０４）に指示することであって、前記ＣＴスキャンの間の前記管電流および前記管電位の少なくとも一方が前記調整ＩＱ基準の関数である、ことと、
を実行するよう構成される、少なくとも１つの処理ユニット（１１０、２１６）と、
を備える、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像システム（１００、２００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示される発明の主題は、一般的に、医用撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像システムは、典型的には、ＣＴスキャンを指示する多数の撮像および／または取得パラメータを選択する訓練されたオペレータによって制御される。これらのパラメータは、とりわけ関心領域（ＲＯＩ）および臨床タスクに基づいて選択することができる。臨床タスクには、例えば、体内の結節の検出および特徴付け、流体（気体または液体）の異常な集合の識別、軟部組織の状態の特徴付け、または人の異常な先天的または発達した解剖学的構造の識別を含むことができる。より良い画質を有する医用画像は、一般的に、臨床タスクを達成するために読み取るのがより容易である。しかし、ＣＴ撮像システムなどの特定の医用撮像システムでは、より良好な画質を有する医用画像を取得するためには、人をより多くの放射線にさらす必要があり得る。したがって、ＣＴ撮像システムのオペレータにとっての課題の１つは、人に不要な放射線を受けさせることなく、十分な画質を有する医用画像を得ることである。
【０００３】
しかしながら、画質は、ノイズ、コントラスト、空間解像度、および／またはノイズテクスチャを含むいくつかの要因の関数であり得る。これらの要因の各々は、ＣＴ撮像システムの１つまたは複数の調整可能なパラメータによって影響を受ける可能性がある。十分な画質を達成する際にオペレータを助けるために、製造業者は、撮像システムの動作を自動的に調整する自動制御システムなどのいくつかの機能を開発している。
【０００４】
自動制御システムによって行われる調整は、オペレータによって入力されたパラメータに基づくことができる。例えば、ＣＴ撮像システムにおける自動露出制御（ＡＥＣ）エンジンは、オペレータによって入力された画質（ＩＱ）基準に基づいて放射線量を変調することができる。放射線量を変調するために、ＡＥＣエンジンは、管電流および／または管電位（または、管電圧）を変調することができる。ＩＱ基準は、オペレータが所望する画質を示す。例えば、ＩＱ基準は、得られる画像データに対して許容可能な最小画質を指定することができる。ＩＱ基準は、例えば、画像ノイズに正比例し、オペレータが取得したい医用画像に存在する可能性のあるノイズの許容量を表す、ノイズ指数とすることができる。ＡＥＣエンジンは、減衰レベルに関係なく一定の画像ノイズを達成するために管電流を変調しようと試みる。オペレータによって入力された他のＩＱ基準は、管電流−時間積に正比例する基準ｍＡｓ、許容可能な画質を有する基準画像、および画像内の画素値の標準偏差に基づく目標画質レベルとすることができる。
【０００５】
オペレータは、オペレータが慣れ親しんだ画質を低下させることなく（例えば、線量を減らすことによって）プロトコルを改善することをしばしば望む。プロトコルを改善しようとする間に、オペレータは、１つまたは複数のスキャンパラメータを変更したり、再構成技術を変更したりして、同じＩＱ基準を入力する可能性がある。そのような場合、ＡＥＣエンジンは、その変更が全体的な画質にどのように影響するかについて十分に判断できない可能性がある。例えば、ノイズ指数を使用する既知のＡＥＣエンジンは、異なるプロトコルの間で同等のノイズを維持することができる可能性があるが、ノイズだけでは画像の「ルック・アンド・フィール」を保護できない可能性がある。全体的な画質は、ノイズだけでなく、コントラスト、空間解像度、および／またはノイズテクスチャなどの他の要因にも基づいている。既知のＩＱ基準の制限は、再構成カーネルの変更、再構成技術の変更、反復再構成のレベル（または、強度）の変更、または管電位（ｋＶ）の変更時に、特に顕著になる可能性がある。
【０００６】
したがって、指定された臨床タスクに対して所望の画質を実現する新しいプロトコルをオペレータが開発することは困難で時間がかかるであろう。さらに、上述したように、従来のＩＱ基準は、異なる再構成アルゴリズムを使用する場合、またはスキャン指示で修正されたスキャンパラメータを使用する場合には不十分である可能性がある。
【発明の概要】
【０００７】
１つまたは複数の実施形態では、Ｘ線ビームを生成しながら管電流および管電位で動作するように構成されたＸ線源を含むコンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像システムが提供される。ＣＴ撮像システムはまた、人の投影データを収集するように構成されたＣＴ検出器と、メモリに記憶されたプログラム命令を実行するように構成された少なくとも１つの処理ユニットとを含む。少なくとも１つの処理ユニットは、プログラム命令を実行する場合、修正システム特徴およびタスク物体を有する臨床タスクを含むオペレータ入力を受信するように構成される。少なくとも１つの処理ユニットはまた、処理ベースの画質（ＩＱ）メトリックを決定するためのオペレータ入力を受信するように構成される。タスクベースのＩＱメトリックは、臨床タスクを実行するための画像データの望ましい全体的な画質を表す。画像データが基準システム特徴を使用して取得される。基準システム特徴と修正システム特徴とは、同じタイプの特徴である。少なくとも１つの処理ユニットはまた、タスク物体、修正システム特徴、およびタスクベースのＩＱメトリックに基づいて露出制御パラメータを決定するように構成される。少なくとも１つの処理ユニットはまた、ＣＴスキャン中にＸ線ビームを生成するようＸ線源に指示するように構成され、ＣＴスキャン中の管電流または管電位の少なくとも一方は、露出制御パラメータの関数である。
【０００８】
いくつかの態様では、基準システム特徴および修正システム特徴は、再構成アルゴリズムまたはスキャンパラメータである。
【０００９】
いくつかの態様では、少なくとも１つの処理ユニットは、露出制御パラメータを受信し、露出制御パラメータに基づいてＸ線ビームを生成するようにＸ線源に指示するよう構成された自動露出制御（ＡＥＣ）エンジンを含む。
【００１０】
いくつかの態様では、ＡＥＣエンジンは、露出制御パラメータを使用して管電流変調（ＴＣＭ）プロファイルを決定する。ＴＣＭプロファイルは、Ｘ線源の様々な角度位置および長手方向位置に対するＣＴスキャン中の管電流を指定する。少なくとも１つの処理ユニットは、ＴＣＭプロファイルに従ってＸ線ビームを生成するようにＸ線源に指示するよう構成される。
【００１１】
いくつかの態様では、露出制御パラメータを決定することは、少なくとも１つの重み係数を決定することを含む。少なくとも１つの重み係数は、タスク物体および再構成アルゴリズムに基づいている。さらに、露出制御パラメータを決定することは、少なくとも１つの重み係数およびタスクベースのＩＱメトリックを使用して露出制御パラメータを計算することを含む。
【００１２】
いくつかの態様では、少なくとも１つの処理ユニットは、Ｘ線ビームを生成するようにＸ線源に指示するよう構成された自動露出制御（ＡＥＣ）エンジンを含む。露出制御パラメータは、画像ノイズまたは放射線量パラメータの少なくとも一方に対して指定された関係を有する。本方法はまた、露出制御パラメータを、ＡＥＣエンジンによって受信されるように構成された異なる露出制御パラメータに変換することを含む。
【００１３】
いくつかの態様では、タスクベースのＩＱメトリックは、検出可能性指数を使用して決定される。検出可能性指数は、ＣＴ撮像システムの空間解像度（ＭＴＦ）およびノイズ特性（ＮＰＳ）ならびにタスク物体の空間周波数成分を組み合わせたタスクベースの周波数依存信号対ノイズ比（ＳＮＲ）メトリックである。任意選択的に、ＩＱ基準は、ノイズ標準偏差または基準管電流積の少なくとも一方を含む。
【００１４】
いくつかの態様では、タスクベースのＩＱメトリックを決定するために受信されるオペレータ入力は、所望の全体的な画質を有する基準画像を含む。プログラムされた命令を実行する場合、少なくとも１つの処理ユニットは、基準画像を使用してタスクベースのＩＱメトリックを決定するように構成される。任意選択的に、タスクベースのＩＱメトリックは、基準画像のノイズ、コントラスト、またはノイズテクスチャの少なくとも１つの関数である。
【００１５】
１つまたは複数の実施形態では、修正システム特徴およびタスク物体を有する臨床タスクを含むオペレータ入力を受信することを含む方法が提供される。本方法はまた、タスクベースの画質（ＩＱ）メトリックを決定するためのオペレータ入力を受信することを含む。タスクベースのＩＱメトリックは、臨床タスクを実行するための画像データの望ましい全体的な画質を表す。画像データは、基準システム特徴を使用して取得され、基準システム特徴および修正システム特徴は、同じタイプの特徴である。本方法はまた、タスク物体、修正システム特徴、およびタスクベースのＩＱメトリックに基づいて露出制御パラメータを決定することを含む。本方法はまた、ＣＴスキャン中にＸ線源に指示してＸ線ビームを生成することを含み、ＣＴスキャン中の管電流または管電位の少なくとも一方は、露出制御パラメータの関数である。
【００１６】
いくつかの態様では、基準システム特徴および修正システム特徴は、再構成アルゴリズムまたはスキャンパラメータである。
【００１７】
いくつかの態様では、露出制御パラメータを決定することは、タスク物体および再構成アルゴリズムに基づく少なくとも１つの重み係数を決定することと、少なくとも１つの重み係数およびタスクベースのＩＱメトリックを使用して露出制御パラメータを計算することとを含む。
【００１８】
いくつかの態様では、タスクベースのＩＱメトリックを決定するために受信されるオペレータ入力は、数値か、または所望の全体的な画質を有する基準画像かの少なくとも一方を含む。露出制御パラメータは、タスクベースの品質メトリック、臨床タスクの変調伝達関数（ＭＴＦ）、ノイズパワースペクトル（ＮＰＳ）、および臨床タスクの周波数成分（Ｗ）に基づく。
【００１９】
いくつかの態様では、タスクベースのＩＱメトリックは、第１のＣＴ撮像システムによって取得される。基準システム特徴は、第１のＣＴ撮像システムによって使用され、修正システム特徴は、第２のＣＴ撮像システムによって使用されるように構成され、露出制御パラメータを決定することは、第２のＣＴ撮像システムのための露出制御パラメータを決定することを含む。
【００２０】
１つまたは複数の実施形態では、Ｘ線ビームを生成しながら管電流および管電位で動作するように構成されたＸ線源を含むコンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像システムが提供される。ＣＴ撮像システムはまた、人の投影データを収集するように構成されたＣＴ検出器と、メモリに記憶されたプログラム命令を実行するように構成された少なくとも１つの処理ユニットとを含む。プログラムされた命令を実行する場合、少なくとも１つの処理ユニットは、タスク物体、基準システム特徴、修正システム特徴、および目標画質（ＩＱ）基準を有する臨床タスクを含むオペレータ入力を受け取るように構成される。基準システム特徴と修正システム特徴とは、同じタイプの特徴である。目標ＩＱ基準は、基準システム特徴を使用して得られる許容可能な画質を表す。少なくとも１つの処理ユニットはまた、タスク物体、基準システム特徴、および目標ＩＱ基準に基づいて、タスクベースのＩＱメトリックを決定するように構成される。少なくとも１つの処理ユニットはまた、タスクベースのＩＱメトリック、タスク物体、および修正システム特徴に基づいて調整ＩＱ基準を決定するように構成される。少なくとも１つの処理ユニットはまた、ＣＴスキャン中にＸ線ビームを生成するようにＸ線源に指示するよう構成され、ＣＴスキャン中の管電流または管電位の少なくとも一方は、調整ＩＱ基準の関数である。
【００２１】
いくつかの態様では、少なくとも１つの処理ユニットは、調整ＩＱ基準を受け取り、調整ＩＱ基準に基づいてＸ線ビームを生成するようにＸ線源に指示するよう構成された自動露出制御（ＡＥＣ）エンジンを含む。
【００２２】
いくつかの態様では、ＡＥＣエンジンは、調整ＩＱ基準を使用して管電流変調（ＴＣＭ）プロファイルを決定し、ＴＣＭプロファイルがＸ線源の異なる角度位置および長手方向位置に対してＣＴスキャン中にそれぞれの管電流を規定し、Ｘ線ビームを生成するためにＸ線源に指示することは、ＴＣＭプロファイルに従ってＸ線ビームを生成するようにＸ線源に指示することを含む。
【００２３】
いくつかの態様では、基準システム特徴および修正システム特徴は、（ａ）異なる再構成アルゴリズム、または（ｂ）異なる管電位のいずれかである。
【００２４】
任意選択的に、修正システム特徴の再構成アルゴリズムは、反復再構成技術を含む。
【００２５】
いくつかの態様では、目標ＩＱ基準は、（ａ）医用画像内の相対的なノイズ量を表すノイズ指数、（ｂ）所望の画質を有する基準医用画像、（ｃ）管電流−時間積をらせん状ピッチ値で割ったものを表す基準ｍＡｓ、の少なくとも１つを含む。
【００２６】
いくつかの態様では、調整ＩＱ基準は、臨床タスクの変調伝達関数（ＭＴＦ）、ノイズパワースペクトル（ＮＰＳ）、および臨床タスクの周波数成分（Ｗ）に基づく。
【００２７】
１つまたは複数の実施形態では、タスク物体、基準システム特徴、修正システム特徴、および目標画質（ＩＱ）基準を有する臨床タスクを含むオペレータ入力を受信することを含む方法が提供される。目標ＩＱ基準は、基準システム特徴を使用して得られる許容可能な画質を表す。基準システム特徴と修正システム特徴とは、同じタイプの特徴である。本方法はまた、タスク物体、基準システム特徴、および目標ＩＱ基準に基づいて、タスクベースのＩＱメトリックを決定することを含む。本方法はまた、タスクベースのＩＱメトリック、タスク物体、および修正システム特徴に基づいて調整ＩＱ基準を決定することを含むことができる。本方法はまた、ＣＴスキャン中にＸ線ビームを生成するようにＸ線源に指示することを含むことができ、ＣＴスキャン中の管電流または管電位の少なくとも一方は、調整ＩＱ基準の関数である。
【００２８】
いくつかの態様では、基準システム特徴および修正システム特徴は、再構成アルゴリズムまたはスキャンパラメータを含む。
【００２９】
本明細書で説明する発明の主題は、添付図面を参照して、非限定の実施形態について、以下の説明を読むことで、より良好に理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】一実施形態によるコンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像システムを示す図である。
【図２】一実施形態によるＣＴ撮像システムの概略図である。
【図３】一実施形態による、ＣＴ撮像システムにおいて人をスキャンする方法を示すフローチャートである。
【図４】タスク物体および修正システム特徴に基づいて、オペレータによって入力される画質（ＩＱ）基準を調整する方法を示す図である。
【図５】一実施形態による、ＣＴ撮像システムにおいて人をスキャンする方法を示すフローチャートである。
【図６】オペレータ入力に基づいて露出制御パラメータを生成する方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本明細書に記載の実施形態は、所望の全体的な画質を有する画像データを生成するために、タスクベースの画質（ＩＱ）メトリックを計算および／または利用することができる。タスクベースのＩＱメトリックは、検出可能性指数を使用して決定（例えば、計算）することができる。検出可能性指数は、ＣＴ撮像システムの空間分解能（例えば、変調伝達関数（ＭＴＦ））およびノイズ特性（例えば、ノイズパワースペクトル（ＮＰＳ））とタスク物体の空間周波数成分とを組み合わせたタスクベースの周波数依存信号対ノイズ比（ＳＮＲ）メトリックとすることができる。特定の実施形態では、タスクベースのＩＱメトリックは、非プレホワイトニング検出可能性指数から導出される。タスクベースのＩＱメトリックは、明細書および特許請求の範囲において「ｄ’」または「ｄ’ｇｅｎ」とラベル付けまたは称することができる。
【００３２】
実施形態は、指定された臨床タスクに対して所望の画質を実現する新しいプロトコルの開発を可能にすることができる。例えば、実施形態は、基準プロトコルに対する１つ以上の変更に基づく新しいプロトコルの開発を可能にすることができる。特に、タスクベースのＩＱメトリックは、基準プロトコルの画像データの画質と本質的に等しい新しいプロトコルから生成された画像データの画質を得るために使用することができる。新しいプロトコルが実行されると、オペレータは、必要に応じて、ＣＴ撮像システムで新しいプロトコルを記憶することができる。
【００３３】
ＣＴ撮像システムで使用される既知のＩＱ基準とは異なり、タスクベースのＩＱメトリックは、ノイズだけでなく、コントラスト、空間解像度、またはノイズテクスチャなどの他の画像特性も考慮に入れることができる。さらに、タスクベースのＩＱメトリックは、反復再構成アルゴリズムを含む多数の異なる再構成アルゴリズムと共に使用されるように構成することができる。反復再構成アルゴリズムは、知覚される画質を低下させる可能性のある解像度およびノイズテクスチャ特性を有する可能性がある。あるいは、または再構成アルゴリズムに加えて、タスクベースのＩＱメトリックは、Ｘ線源によって引き起こされる放射線量または得られる画像データの画質の少なくとも一方に影響を与えるスキャンパラメータと共に使用されるように構成することができる。
【００３４】
ＣＴ撮像システムのオペレータは、しばしば、ＣＴ撮像システムに目標ＩＱ基準を入力して、得られる画像データに対して許容可能な最小画質を明示する。本明細書で説明するタスクベースのＩＱメトリックを使用して、調整ＩＱ基準を計算することができる。特定の実施形態では、ＩＱ基準は、画像データ内に存在する許容可能なノイズ量を表すノイズ指数とすることができる。他の実施形態では、ＩＱ基準は、管電流−時間積値、許容可能な画質を有する基準画像、または再構成画像の画素値の所望の標準偏差とすることができる。上記のＩＱ基準を含むＩＱ基準は、画像データ内の画像ノイズに関連することができる。例えば、ＩＱ基準は、画像ノイズに関して線形または非線形の関係を有することができる。
【００３５】
しかしながら、場合によっては、ＩＱ基準は、コントラスト、空間解像度、またはノイズテクスチャ（これらはすべて、タスクベースのＩＱを評価する場合に臨床的に重要となる可能性がある）などの特定の画質特性が考慮されていない可能性がある。したがって、タスクベースのＩＱメトリックを使用して、目標ＩＱ基準を修正することができる。例えば、オペレータは、臨床タスクおよび目標ＩＱ基準（例えば、所望のノイズ指数、基準ｍＡｓ、基準画像、または基準標準偏差）を入力することができる。臨床タスクは、体内の特定の物体を識別することとすることができる。したがって、臨床タスクは、サイズ、形状、およびコントラストなどの１つまたは複数の品質によって定義されるタスク物体を有することができる。目標ＩＱ基準は、指定された臨床タスクのためにオペレータが慣れている許容可能な画質に対応することができる。目標ＩＱ基準は、フィルタバックプロジェクション（ＦＢＰ）などの従来の再構成アルゴリズムを使用して、またはスキャンパラメータに共通の値（例えば、１２０ｋＶ）を使用して開発された商業規格に基づくことができる。
【００３６】
オペレータはまた、放射線出力および／または画質に影響を与える再構成アルゴリズムまたはスキャンパラメータを入力することもできる。再構成アルゴリズムまたはスキャンパラメータは、臨床タスクに対してオペレータが慣れている再構成アルゴリズムまたはスキャンパラメータとはそれぞれ異なる可能性がある。これらの変化のために、オペレータが通常臨床タスクのために入力する目標ＩＱ基準は、所望の画質を有する画像データを生成しない可能性がある。そのような例では、実施形態は、タスクベースのＩＱメトリックを使用して、目標ＩＱ基準を調整し、次いで、調整目標ＩＱ基準（「調整ＩＱ基準」と呼ばれる）を自動露出制御（ＡＥＣ）エンジンに提供することができる。調整ＩＱ基準は、目標ＩＱ基準を使用して提供される放射線出力と比較して、ＡＥＣエンジンに異なる放射線出力を提供させる。
【００３７】
調整ＩＱ基準は、「露出制御パラメータ」と同じか、または類似していてもよい。調整ＩＱ基準と同様に、露出制御パラメータは、ＡＥＣエンジンへの入力として提供することができ、ＡＥＣエンジンは、ＣＴ撮像システムによって提供される放射線出力（または、放射線量）を決定するために入力を使用することができる。例えば、調整ＩＱ基準を露出制御パラメータに変換することができる。あるいは、露出制御パラメータは、修正の無い調整ＩＱ基準であってもよい。
【００３８】
ＡＥＣエンジンは、調整ＩＱ基準または露出制御パラメータを使用して管電流変調（ＴＣＭ）プロファイルを生成することができる。ＴＣＭプロファイルは、Ｘ線源の各位置に対する管電流および／または管電位を含むことができる。ＣＴスキャン中のＸ線源の各位置は、Ｘ線源（または、ＣＴ検出器）の角度／回転方向およびＸ線源（または、ＣＴ検出器）のＺ位置の関数とすることができる。管電位は、管電流ほど頻繁に変化しない可能性がある。場合によっては、管電位は、ＣＴスキャンの前に選択され、ＣＴスキャン中は変化しない。
【００３９】
ＴＣＭプロファイルは、調整ＩＱ基準（または、露出制御パラメータ）および患者減衰情報を使用して生成してもよい。ＩＱ基準に基づく所定の画像ノイズを実現するための管電流は、既知のＸ線物理関係を用いて計算することができる。画像ノイズは、光子の数に反比例し、光子の数は、スライス厚さ、画像取得時間、および管電流に関係する。したがって、管電流は、ＣＴスキャン中のＸ線源の様々な位置および向きについて決定することができる。らせん状ピッチなどの特定の変数を説明するために調整係数を適用することもできる。
【００４０】
本明細書で使用する場合、「システム特徴」は、放射線出力または画質の少なくとも一方に影響を与える再構成アルゴリズムまたはスキャンパラメータ（例えば、ｋＶ、ガントリ回転速度、ピッチ）を含む。オペレータによって変更された場合、システム特徴、スキャンパラメータ、または再構成アルゴリズムは、「修正システム特徴」、「修正スキャンパラメータ」または「修正再構成アルゴリズム」と称することができる。本明細書で説明するように、ＩＱ基準は、所定のシステム特徴を使用して開発してもよく、または所定のシステム機能と共に使用するために開発してもよい。例えば、ノイズ指数を使用する場合の期待される再構成アルゴリズムがＦＢＰであるノイズ指数のテーブルが開発されている可能性がある。この場合、システム特徴、スキャンパラメータ、または再構成アルゴリズムは、「基準システム特徴」、「基準スキャンパラメータ」または「基準再構成アルゴリズム」と称することができる。
【００４１】
基準システム特徴および修正システム特徴は、例えば、基準システム特徴および修正システム特徴がＣＴスキャンのために互いに置き換えられる場合、「同じタイプ」の特徴であり得る。例えば、ＦＢＰアルゴリズムは、欠陥のあるまたは動作不能なスキャン指示を提供することなく、反復アルゴリズムに置き換えることができる。別の例として、管電位値の８０ｋＶを１１０ｋＶに置き換えることができる。管電位に加えて、修正され得る他のタイプのスキャンパラメータには、管電流積（ｍＡｓ）、ガントリ傾斜、ガントリ回転時間または速度、らせん状ピッチ、スライス厚さ、ならびにｚ軸に沿ったＸ線源およびＣＴ検出器の相対的な移動を含むことができる。
【００４２】
ＩＱ基準は、オペレータが所望の画質を要求する場合に慣れている標準化メトリックまたはパラメータであってもよい。例えば、ノイズ指数は、画像データの所期の再構成アルゴリズムとしてＦＢＰ再構成画像データおよび／またはＦＢＰを用いて開発された。オペレータによって提供される修正システム特徴が異なる再構成アルゴリズム（例えば、反復再構成アルゴリズム）である場合、結果として得られる画像データは、所望よりも低い画質を有している可能性があり、または所望より高い画質を有している可能性がある。画質が所望よりも高い場合、より小さい放射線出力を使用して人への曝露を減少させることができる。
【００４３】
ＡＥＣエンジンは、オペレータ入力およびスカウトスキャンからの情報を使用してＣＴスキャンのＴＣＭプロファイルを決定することができる。スカウトスキャンは、トポグラム、スキャン投影放射線写真（ＳＰＲ）、パイロットスキャン、またはローカライザスキャンとも呼ばれる可能性がある。スカウトスキャンは、後続の診断用ＣＴスキャンよりも画像データがわずかに不十分である可能性がある。スカウトスキャンは、人の密度、サイズ、および形状を決定するための情報を提供する。例えば、全投影減衰は、人の密度およびサイズに関する情報を含むことができ、スカウトスキャンからの投影の振幅および幅は、人物の形状に関する情報を含むことができる。そのような情報は、スキャン指示のために何個のＸ線光子がＣＴ検出器に到達するかを予測し、Ｘ線ノイズによる標準偏差を予測するために使用することができる。
【００４４】
実施形態は、タスクベースのＩＱメトリックを使用して、目標ＩＱ基準を調整することができる。次いで、ＡＥＣエンジンは、調整ＩＱ基準を使用してＴＣＭプロファイルを作成することができる。任意選択的に、調整ＩＱ基準に基づくＴＣＭプロファイルは、目標ＩＱ基準に基づく画質と本質的に等しい画質を達成するように構成することができるが、患者への曝露が低減する。任意選択的に、調整ＩＱ基準に基づくＴＣＭプロファイルは、目標ＩＱ基準に基づく画質よりも良好な画質を達成するように構成することができるが、患者への曝露を増加させることはない。
【００４５】
１つの特定の例を説明するために、ＣＴ撮像システムは、オペレータによって入力された目標ノイズ指数を受信することができる。既知のＣＴ撮像システムでは、システムは、ノイズ指数にほぼ等しいノイズレベルを有する画像データを生成するＴＣＭプロファイルを決定する。しかしながら、オペレータはまた、臨床タスクに関してオペレータが慣れていない異なる再構成アルゴリズムを選択することもできる。上述したように、ＦＢＰ画像データを生成する臨床タスクのためのＩＱ基準は、反復的に再構成された画像データを生成する臨床タスクに対しては間違っている可能性がある。本明細書で説明するように、タスクベースのＩＱメトリックは、ＦＢＰ画像データの全体的な画質に類似する反復的に再構成された画像データについての全体的な画質を提供することによって、この不一致に対処することができる。特に、ＣＴ撮像システムは、タスクベースのＩＱメトリックを使用して、目標ＩＱ基準を調整し、次いで、（最初に入力された目標ＩＱ基準ではなく）調整ＩＱ基準を使用してＴＣＭプロファイルを生成することができる。
【００４６】
いくつかの実施形態では、ＡＥＣエンジンは、１つのタイプのＩＱ基準を受信するように構成することができる。調整ＩＱ基準がＡＥＣエンジンへの入力と一致しない場合、調整ＩＱ基準または露出制御パラメータは、１つの値（例えば、ノイズ指数）から別の値（例えば、基準ｍＡｓ）に変換することができる。この変換は、１つまたは複数のモデルまたは指数（例えば、データベースまたはルックアップテーブル）を使用して実行してもよい。任意選択的に、指数またはモデルは、放射線量または曝露に基づくものであってもよい。様々なパラメータを使用して、放射線量または曝露を特徴付けることができる。放射線量パラメータは、例えば、容量ＣＴ線量指数（ＣＴＤＩｖｏｌ、ミリグラムで表される）、線量長積（ＤＬＰ、ミリグラムセンチメートルで表される）、およびサイズ特異的線量推定値（ＳＳＤＥ）を含む。ＣＴＤＩｖｏｌは、指定されたファントム（例えば、１６または３２ｃｍのＰＭＭＡファントム）で決定されたＣＴ撮像システムからの放射線出力の尺度である。ＤＬＰはＣＴＤＩｖｏｌにスキャン長を掛けた値である。ＳＳＤＥは個人のサイズを含む線量の尺度である。ＳＳＤＥは、ＣＴＤＩｖｏｌに人の有効直径に基づく補正係数を掛けることによって計算される。いくつかの実施形態では、放射線量パラメータは、ＣＴＤＩｖｏｌ、ＤＬＰ、またはＳＳＤＥなどの複数の変数の関数であってもよい。
【００４７】
ＩＱ基準を変換するための変換指数またはモデルは、実験、シミュレーション、および／またはモデリングによって生成することができる。例えば、２つの異なる入力を受け取るＡＥＣエンジンを有する２つの異なるＣＴ撮像システムは、等しいかまたはほぼ等しいスキャン指示で同じファントムのＣＴスキャンを実行することができる。ＡＥＣエンジンによって使用され、ＣＴスキャンによって生成されたデータは、変換データベースまたは変換モデルを生成するために使用することができる。
【００４８】
ＡＥＣエンジンは、管電流および／または管電位を変調するようにＸ線源に指示して、オペレータによって規定される所望の画質を達成することができる。ＡＥＣエンジンは、ＣＴ検出器のガントリ回転時間、ピッチ、または動作もしくはアクティブ構成などの１つまたは複数の他のスキャンパラメータを制御することができると考えられる。ピッチは、ｚ軸に沿って測定されたＸ線ビームの幅に対するガントリ回転あたりのテーブルフィードの比である。
【００４９】
ＡＥＣエンジンは、フィードバック機構を使用してほぼリアルタイムで事前プログラムされ、および／または動作するか、またはその両方を行うことができる。例えば、ＡＥＣエンジンは、ＣＴスキャンを開始する前にＴＣＭプロファイルを作成することができる。管電流変調は、角度位置（面内）、長手方向位置（ｚ軸）、または角度位置と長手方向位置との組合せに基づくことができる。いくつかの実施形態では、変調は時間的（ＥＣＧゲート）である。任意選択的に、管電流は、オンラインフィードバック（例えば、以前の１８０度のビューからの測定）を使用して、または前後のビューと側方ビューとの間の予測計算もしくは正弦補間を使用して、変調してもよい。
【００５０】
ＣＴシステムは、スキャン指示を含む基準プロトコルに従って動作するように構成される。スキャン指示は、ＣＴシステム（例えば、ＣＴ検出器およびＸ線源）の動作および／または影響出力（例えば、生成されたデータのタイプ）を決定する指定システム特徴のセットを含む。システム特徴には、スキャンパラメータおよび再構成アルゴリズムが含まれるが、オペレータによって選択されるか、またはＣＴシステムによって決定される他のパラメータ、設定、条件、および／またはスキャンモードも含むこともできる。特定の実施形態では、システム特徴は、取得された投影データに影響を及ぼし、例えば、Ｘ線源の管電位（ｋＶ）、Ｘ線源の管電流（ｍＡ）、管電流積（ｍＡｓ）、ガントリ傾斜、ガントリ回転時間または速度、らせん状ピッチ、スライス厚さ、およびｚ軸に沿ったＸ線源およびＣＴ検出器の相対的な動きを含む、スキャンパラメータを含む。スキャンモードには、例えば、軸方向スキャン、らせん状スキャン、高解像度撮像、材料密度（スペクトル）撮像、心臓スキャン、またはシネスキャンが含まれる。
【００５１】
オペレータまたはＣＴ撮像システムは、基準プロトコルを選択することができる。基準プロトコルの選択に応答して、ＣＴ撮像システムは、スキャン指示の様々なパラメータ、設定、条件、アルゴリズムなどの値／情報を入力することができる。いくつかの実施形態では、オペレータは、オペレータ入力を介してスキャン指示を修正することが可能になる。例えば、オペレータ入力により、１つまたは複数の新しいパラメータを追加することができ、または事前にプログラムされた値／情報の１つまたは複数を変更することができる。新しいパラメータは、例えば、目標ＩＱ基準またはタスクベースＩＱメトリックとすることができる。
【００５２】
基準プロトコルは、特定の臨床タスクのために設計することができる。基準プロトコルは、オペレータが選択してもよく、または選択された臨床タスク、および、任意選択的に、人のサイズもしくは年齢などの他の要因に基づいてＣＴシステムによって自動的に選択されてもよい。基準プロトコルのスキャンパラメータは、オペレータによって調整可能とすることができる。例えば、基準プロトコルは、ガントリ傾斜、１回転あたりの間隔またはガントリ回転速度、らせん状ピッチ、スライス厚さ、視野、ｋＶ、ｍＡ、および／またはｍＡｓなどの予めプログラムされたスキャンパラメータを含むことができる。他のスキャンパラメータは、開始位置および終了位置、左右中心、前後中心、および検出器構成またはビームコリメートを含むことができる。
【００５３】
基準プロトコルの予めプログラムされたスキャンパラメータは、提案されたスキャン指示を形成する。いくつかの実施形態では、ＣＴ撮像システムは、基準プロトコルのスキャン指示を修正するために使用することができるオペレータ入力を受け取り、それによって、修正されたスキャン指示を生成する。例えば、オペレータは、再構成画像の画質に近似する、ノイズ指数または基準画像などの、ＩＱ基準を提供することができる。ＡＥＣエンジンは、ＩＱ基準および他の情報に基づいて管電流を自動的に調整することができる。例えば、ＡＥＣエンジンは、人の減衰の変化を補償するために管電流を自動的に調整することができる。
【００５４】
再構成アルゴリズムは、再構成された画像データを生成するためにデータ（例えば、生の投影データまたは画像データ）をどのように処理するかを決定する。再構成アルゴリズムは、再構成技術（例えば、フィルタバックプロジェクション（ＦＢＰ）または反復再構成（ＩＲ））および再構成カーネル（例えば、軟組織、標準、細部、胸部、肺、骨、またはエッジ）によって識別することができる。再構成カーネルは、空間分解能および低コントラスト検出能力に影響を及ぼす可能性がある。適用可能であれば、再構成アルゴリズムはまた、再構成技術のレベルもしくは強度、または再構成技術の他の特性も有することができる。例えば、反復再構成技術によって実行される多数の反復ループを制御することができる。また、反復再構成技術は、繰り返し再構成された画像データをＦＢＰ画像データとブレンドすることができる。反復的に再構成された画像データは、得られた画像データに１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、またはそれ以上寄与する可能性がある。
【００５５】
反復再構成は、画像データが一連の反復または補正ループによって反復処理される試行錯誤アルゴリズムを使用することができる。第１のループの場合には、投影データは、提案された理想的な画像と比較され、提案された理想的な画像に近い画像データを生成するように処理される。第１のループの後の各ループについて、（例えば、前のループからの）画像データが再構成され、新たに再構成された画像データが提案された理想的な画像と比較される。最新の再構成画像と提案された理想画像とのずれが所定の条件を満たさない場合には、再構成された画像データは、修正された再構成画像データが提案された理想画像に近づくように修正される。最新の再構成画像データと提案された理想画像との間のずれが所定の条件を満たす場合、反復再構成処理は停止される。反復再構成は、（例えば、ＣＴ検出器からの投影データを用いて）投影空間内で、または（例えば、投影データが処理され、再構成された後に）画像空間内で、実行してもよい。少なくともいくつかの反復再構成アルゴリズムの場合、補正ループは、投影空間において、また画像空間においても生じる。
【００５６】
様々な反復再構成アルゴリズムは、様々なＸ線光子ノイズ統計および／またはシステム光学モデルを組み込むことができる。いくつかの実施形態では、反復再構成アルゴリズムは、反復技術を使用して再構成された画像データを、別の再構成技術から生成された画像データとブレンドすることができる。例えば、反復的に再構成された画像データは、ＦＢＰ画像データとブレンドすることができる。ブレンド量は、オペレータが選択することができる。例えば、反復的に再構成された画像データは、得られた画像データに１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、またはそれ以上寄与することができる。
【００５７】
ＣＴスキャン中にＸ線源の放射線出力を決定するためにＡＥＣエンジンに入力される様々なＩＱ基準が存在する。ＩＱ基準は、得られた画像データに対してオペレータが望む画質に近似する。ノイズ指数は、均一な水ファントムに対して定義されたノイズレベルの尺度である。ノイズ指数が高くなることは、画像データが比較的多くのノイズを含むことを意味し、ノイズ指数が低くなることは、画像データが比較的少ないノイズを含むことを意味する。オペレータはまた、最小および最大ｍＡ限界を選択することによって管電流を変調することができる範囲を定義することもできる。ＡＥＣエンジンは、ｚ軸のみに沿ってまたはｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸のそれぞれに沿って管電流を変調して画像データのノイズ量を維持することができ、ノイズ量はノイズ指数に基づく。
【００５８】
また、基準画像をＩＱ基準として使用することもできる。基準画像は、臨床タスクのための所望の画質を有するようにオペレータまたはＣＴ撮像システムによって選択することができる。基準画像は、実際の臨床画像または臨床タスクのための理想的な臨床画像とすることができる。基準画像は、基準画像の画質（例えば、本明細書に記載されるノイズまたはタスクベースの品質メトリック）を決定するために分析することができる。いくつかの実施形態では、ＡＥＣエンジンは、画像データのＸ％（例えば、画像データの９０％）が基準画像のＸ％以下のノイズを有するように管電流を変調することができる。残りの画像データは、基準画像と同等以上のノイズを有する可能性がある。あるいは、ＡＥＣエンジンは、画像データのＸ％（例えば、画像データの９０％）が基準画像のＸ％以下の全体的な画質を有するように管電流を変調することができる。残りの画像データは、基準画像と同等以上の全体的な画質を有する可能性がある。
【００５９】
基準ｍＡｓは、１つまたは複数の実施形態によって使用することができる別のＩＱ基準である。基準ｍＡｓは、管電流−時間積に正比例する。各基準プロトコルまたは臨床タスクについて、ユーザは、有効管電流−時間積（または、管電流−時間積／ピッチ）を選択する。成人プロトコルの場合には、効果的な管電流−時間積は、設計された重量（例えば、約８０ｋｇ）を有する成人患者に使用することができる。管電流−時間積は、放射線曝露に対応する。小児プロトコルの場合、効果的な管電流−時間積は、設計された重量（例えば、約２０ｋｇ）を有する小児患者のために使用することができる。経験的アルゴリズムを使用して、患者のサイズに基づいて目標ノイズ（または、ＣＴ数の標準偏差）を変化させる。このように、画像ノイズは、すべての患者に対して一定に保たれず、画質の経験的印象に従って調整される。人のスカウトスキャンは、人のサイズおよび解剖学的構造を考慮して、所望の画質をもたらすＴＣＭプロファイル（ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸に沿った変化を含む）を予測するために使用される。任意選択的に、オンラインフィードバックシステムは、ＣＴスキャン中の実際の管電流を修正して、様々な角度で患者固有の減衰値に一致させることができる。
【００６０】
基準ｍＡｓは、ｍＡｓに関連し、ＣＴＤＩｖｏｌに関して線形関係を有する。ノイズ指数は、有効なｍＡｓの平方根の逆数にほぼ関係する。ノイズ指数は、ＣＴＤＩｖｏｌに関して非線形関係を有する。共通パラメータとしてＣＴＤＩｖｏｌを使用すると、ノイズ指数と基準ｍＡｓとの間で変換するための変換モデルまたは指数（例えば、テーブル）を開発することができる。他のＩＱ基準との間で変換するために、同様の変換指数またはモデルを生成することができる。
【００６１】
既知のＩＱ基準を入力する代わりに、オペレータはタスクベースのＩＱメトリックを直接入力することができる。ノイズ指数または他の既知のＩＱ基準とは異なり、タスクベースのＩＱメトリックは、ノイズだけでなく、コントラスト、空間解像度、および／またはノイズテクスチャを考慮に入れて、全体的な画質のより良い表現を提供することができる。実施形態は、タスクベースのＩＱメトリックを使用して、指定された臨床タスクのスキャン指示を生成することができる。
【００６２】
臨床タスクには、ＣＴ画像データを使用して、体内の特定の物質を検出および／または特徴付けして、人の健康状態を評価することが含まれる。物質は、例えば、結節、塊、採取された流体、一定の状態を有する軟組織、および人の異常な先天性または発育した解剖学的構造とすることができる。１つまたは複数の実施形態では、タスクベースのＩＱメトリックは、臨床タスクにおけるタスク物体の品質に基づいている。タスク物体は、臨床タスクによって検出されることが求められる特徴であり、結節、質量、収集された流体などとすることができる。タスク物体の品質は、例えば、タスク物体のサイズ（ミリメートル）、タスク物体の形状（例えば、円形、楕円形）、およびタスク物体のコントラスト（例えば、低コントラスト、中コントラスト、高コントラスト）を含むことができる。高コントラストは、例えば、１００ＨＵを超えると定義することができる。
【００６３】
いくつかの実施形態では、本明細書で説明する発明の主題の少なくとも１つの技術的効果は、既知のＣＴ撮像システムによって使用される他のＩＱ基準と比較して全体的な画質のより良い表現を提供するＩＱ基準（本明細書ではタスクベースのＩＱメトリックと呼ばれる）を含む。例えば、タスクベースのＩＱメトリックは、（他のＩＱ基準のような）ノイズだけでなく、コントラスト、空間解像度、およびノイズテクスチャも考慮に入れることができる。いくつかの実施形態では、本明細書で説明する発明の主題の少なくとも１つの技術的効果は、タスクベースのＩＱメトリックを使用して、所望の全体画質に近い全体的な画質を有する画像データを提供することができるＣＴ撮像システムを含む。いくつかの実施形態では、本明細書で説明する発明の主題の少なくとも１つの技術的効果は、オペレータが所望の画質を得るために使用することが習慣になっている目標ＩＱ基準を受け取り、異なるスキャン指示に対するタスクベースのＩＱメトリックに基づいて目標ＩＱ基準を調整することができるＣＴ撮像システムを含む。例えば、目標ＩＱ基準は、第１の再構成アルゴリズム（例えば、ＦＢＰ）と関連することができ、調整ＩＱ基準は、異なる第２の再構成アルゴリズム（例えば、反復再構成）を用いて画像データを取得するものとすることができる。タスクベースのＩＱメトリックおよび調整ＩＱ基準は、「内部で」決定してもよく、その結果、オペレータがタスクベースのＩＱメトリックおよび調整ＩＱ基準が使用されていることを認識しない可能性がある。
【００６４】
図１は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像システム１００の一例を示す。ＣＴ撮像システム１００は、人物、無生物、１つまたは複数の製造された部品、ならびに／もしくは歯科インプラントまたはステントなどの異物のような対象物を撮像するように構成される。簡単にするために、本出願では被験者を「人」または「患者」と呼ぶ。しかしながら、本明細書で説明する発明の主題は、無生物のような他の対象物にも適用可能とすることができることを理解されたい。
【００６５】
一実施形態では、ＣＴ撮像システム１００は、ガントリ１０２と、その人を撮像する際に使用するためにＸ線放射線１０６を投影するように構成された少なくとも１つのＸ線源１０４とを含む。Ｘ線ビーム１０６は、Ｘ線またはＸ線放射線とも称することができる。より具体的には、Ｘ線源１０４は、Ｘ線ビーム１０６を生成しながら管電流および管電位で動作するように構成される。Ｘ線源１０４は、ガントリ１０２の反対側に配置されたＣＴ検出器１０８に向かってＸ線ビーム１０６を発射する。ＣＴ検出器１０８は、人の投影データを収集するように構成されている。Ｘ線源１０４には、発電機２１５（図２に示す）のような発電機（図示せず）を介して電力が供給される。いくつかの実施形態では、発電機の少なくとも一部（例えば、第２の段）がＸ線源１０４と共に回転する。
【００６６】
図１は単一のＸ線源１０４のみを示しているが、特定の実施形態では、複数のＸ線源を使用して、異なるエネルギーレベルで人に対応する投影データを取得するために複数のＸ線１０６を発射して、スキャンされる容積サイズを増やすか、または容積をより迅速にスキャンすることができる。
【００６７】
いくつかの実施形態では、Ｘ線源の動作中、フィラメント（例えば、タングステンフィラメント）は、電流を通すことによって加熱される。この加熱により、電子は熱イオン放出によってフィラメントから放出され得る。電子は、Ｘ線源の正に帯電したアノードに引き付けられ、管電位（ｋＶ）によって決定される最大エネルギーで指定された目標と衝突する。Ｘ線源の動作パラメータの１つは一般に管電流と呼ばれ、放出される電子のエネルギーおよび数に影響を及ぼす。電子が標的に衝突すると、Ｘ線光子が生成される。Ｘ線光子は、Ｘ線源の窓から導かれる一連のエネルギー（Ｘ線スペクトル）を有するビームを形成する。管電流を修正することにより、Ｘ線光子の量を変えることができる。管電位を修正することにより、Ｘ線光子の量、ビームの平均エネルギー、およびビームの最大エネルギーを変更することができる。
【００６８】
ある実施形態では、ＣＴシステム１００は、オペレータ入力を受信し、Ｘ線源１０４および発電機２１５の動作を制御し、投影データを少なくとも部分的に処理することができる少なくとも１つの処理ユニット１１０をさらに含む。例えば、少なくとも１つの処理ユニット１１０は、反復的または分析的画像再構成技術を使用して、人の関心領域（ＲＯＩ）の画像を再構成するように構成することができる。少なくとも１つの処理ユニット１１０は、メモリに記憶されたプログラム命令を実行するように構成されたコンピューティングシステムの一部とすることができる。少なくとも１つの処理ユニットは、プログラム命令を実行する場合、本明細書に記載のステップを実行するように構成することができる。例えば、少なくとも１つの処理ユニット１１０は、人のＲＯＩの画像を再構成するために、ＦＢＰまたはＩＲなどの分析画像再構成手法を使用することができる。
【００６９】
特定の実施形態では、ＩＲは、高度統計的反復再構成（ＡＳＩＲ）とすることができる。他の例として、少なくとも１つの処理ユニット１１０は、人のＲＯＩの画像を再構成するために共役勾配（ＣＧ）、最尤推定期待値最大化（ＭＬＥＭ）、モデルベース反復再構成（ＭＢＩＲ）などを使用することができる。
【００７０】
図２は、システム２００の概略図を示す。システム２００は、１つのＣＴ撮像システムであってもよく、または１つもしくは複数のＣＴ撮像システム２００を含んでいてもよい。例えば、システム２００は、ＣＴ撮像システム２００と通信するリモートシステム２４０を含むことができる。ＣＴ撮像システム２００は、ＣＴ撮像システム１００（図１）と同様または同一であってもよい。例えば、ＣＴ撮像システム２００は、ガントリ２０２、Ｘ線源２０４、発電機２１５、ＣＴ検出器２０８、および少なくとも１つの処理ユニット２１６を含む。少なくとも１つの処理ユニット２１６は、コンピューティングシステムまたは処理システムと呼ぶこともできる。ＣＴ検出器２０８は、（被検者のような）人２１１を通過し、それによって減衰されて対応する投影データを取得するＸ線ビーム２０６を集合的に検出する複数の検出器要素２０９を含む。したがって、いくつかの実施形態では、ＣＴ検出器２０８は、セルまたは検出器要素２０９の複数の行を含むマルチスライス構成で製造される。そのような構成では、検出器要素２０９の１つまたは複数の追加の行が、投影データを取得するための並列構成に配置される。
【００７１】
発電機２１５は、Ｘ線源２０４の管電位（または、電圧）を提供する。任意選択的に、発電機２１５は、Ｘ線源２０４にタイミング信号を提供することもできる。発電機２１５は、ＣＴスキャン中に様々な電圧レベルをＸ線源２０４に出力することができる。いくつかの実施形態では、電圧が最大第１電圧と最小第２電圧（例えば、１４０ｋＶｐと８０ｋＶｐ）との間で正弦波的に増減するように、第１および第２の電圧を高速スイッチングパターンで出力することができる。任意選択的に、発電機２１５は、５５０Ｈｚまで、２ｋＨｚまで、またはそれ以上の周波数で、第１の電圧および第２の電圧を効果的に切り替えることができる。Ｘ線源１０４に供給される電圧を迅速に切り替えることによって、低エネルギーレベル（８０ｋＶｐ）および高エネルギーレベル（１４０ｋＶｐ）でサンプルを得ることができる。
【００７２】
しかしながら、発電機２１５は、高速スイッチングではないパターンで様々な電圧を出力することができる。例えば、発電機２１５は、ＣＴスキャン中に第１の出力電圧から第２の出力電圧に１回だけ切り替えることができる。別の例として、発電機２１５は、人の第１のＣＴスキャン中に第１の電圧レベルでＸ線源に電力を供給し、次いで、第１のＣＴスキャンの直後に同じ人の第２のＣＴスキャン中に第２の電圧レベルでＸ線源に電力を供給することができる。
【００７３】
特定の実施形態では、ＣＴ撮像システム２００は、所望の投影データを取得するために、人２１１の周りの異なる角度位置をトラバースするように構成される。したがって、ガントリ２０２およびその上に搭載された構成要素は、投影データを取得するための回転中心２０７の周りをユニットとして回転するように構成することができる。例えば、発電機２１５、Ｘ線源２０４、およびＣＴ検出器２０８は、グループとして回転中心２０７の周りを円周方向に回転する場合、ガントリ２０２に対して固定位置に固定することができる。
【００７４】
ＣＴ撮像システム２００はまた、Ｘ線源２０４および発電機２１５に電力およびタイミング信号を提供するように構成されたＸ線コントローラ２１０を含む。Ｘ線コントローラ２１０は、専用プロセッサおよび／またはハードワイヤード回路を含むことができ、少なくとも１つの処理ユニットの一部を形成することができる。Ｘ線コントローラ２１０は、ＡＥＣエンジン２１３からコマンドを受信することができる。加えて、ＣＴ撮像システム２００は、撮像要件に基づいてガントリ２０２の回転速度および／または位置を制御するように構成されたガントリモータコントローラ２１２を含む。
【００７５】
ＣＴ撮像システム２００はまた、検出器要素２０９から受信されるアナログデータをサンプリングし、その後の処理のためにアナログデータをデジタル信号に変換するように構成されたデータ取得システム（ＤＡＳ）２１４を含むことができる。ＤＡＳ２１４によってサンプリングされデジタル化されたデータは、コンピューティングシステム２１６に送信される。一例では、コンピューティングシステム２１６は、データを記憶システム２１８に記憶する。記憶システム２１８は、例えば、メモリ、ハードディスクドライブ、ソリッドステート記憶デバイス、フロッピーディスクドライブ、コンパクトディスクリード／ライト（ＣＤ−Ｒ／Ｗ）ドライブ、デジタル多目的ディスク（ＤＶＤ）ドライブ、および／またはフラッシュドライブを含むことができる。
【００７６】
コンピューティングシステム２１６は、少なくとも１つの処理ユニットまたは処理システムと呼ぶこともできる。例えば、コンピューティングシステム２１６は、システム２００全体に分散された１つまたは複数の処理ユニット（例えば、プロセッサ、ハードワイヤード回路、または他のロジックベースのデバイスの組合せ）を含むことができる。コンピューティングシステム２１６は、記憶システム２１８に記憶されたプログラム命令を実行するように構成される。プログラミング命令を実行している間、コンピューティングシステム２１６は、とりわけ、Ｘ線源２０４および発電機２１５の動作を制御するように構成される。
【００７７】
本明細書で使用される場合、「少なくとも１つの処理ユニット」という用語は、システム２００の異なる部分に分配されるか、または１つの限定された領域に配置される複数の処理ユニット（例えば、プロセッサ、ハードワイヤード回路、または他のロジックベースのデバイス）の可能性を含む。例えば、「少なくとも１つの処理ユニット」という用語は、Ｘ線コントローラ２１０の１つまたは複数の処理ユニット、ガントリモータコントローラ２１２の１つまたは複数の処理ユニット、テーブルモータコントローラ２２６の１つまたは複数の処理ユニット、および画像再構成器２３０の１つまたは複数の処理ユニットを含むことができる。任意選択的に、少なくとも１つの処理ユニットは、遠隔に位置し、および／または他のＣＴ撮像システムと共有される、１つまたは複数の処理ユニットを含むことができる。例えば、リモートシステム２４０は、画像再構成器２３０を含むことができる。少なくとも１つの処理ユニットは、メモリに記憶されたプログラム命令を実行して、ＣＴ撮像システムの構成要素を本明細書で説明するように動作させるように指示することができる。任意選択的に、少なくとも１つの処理ユニットは、他のＣＴ撮像システムと共有され、および／または遠隔に位置する、１つまたは複数の処理ユニットを含むことができる。
【００７８】
加えて、コンピューティングシステム２１６は、データ取得および／または処理などのシステム動作を制御するために、ＤＡＳ２１４、Ｘ線コントローラ２１０、およびガントリモータコントローラ２１２のうちの１つまたは複数にコマンドおよびパラメータを提供する。特定の実施形態では、コンピューティングシステム２１６は、オペレータ入力に基づいてシステム動作を制御する。コンピューティングシステム２１６は、例えば、コマンドおよび／またはスキャンパラメータを含むオペレータ入力を、コンピューティングシステム２１６に動作可能に結合されたオペレータコンソール２２０を介して受信する。オペレータコンソール２２０は、キーボード、タッチパッド、およびマウスなどの入力デバイス２２１を含むことができる。オペレータコンソール２２０はまた、ディスプレイ２３２を含むことができる。任意選択的に、入力デバイス２２１はディスプレイ２３２を含み、これはタッチセンシティブスクリーンとすることができる。入力デバイス２２１は、例えば、基準プロトコル、ＩＱ基準（例えば、ノイズ指数、基準画像、標準偏差、タスクベースのＩＱメトリクス）および／またはシステム特徴（例えば、スキャンパラメータ）をオペレータが入力することを可能にすることができる。
【００７９】
図２は、１つのオペレータコンソール２２０のみを示しているが、例えば、システム特徴を入力もしくは出力すること、試験を要求すること、および／または画像を閲覧することのために、２つ以上のオペレータコンソールをＣＴ撮像システム２００に結合することができる。さらに、特定の実施形態では、ＣＴ撮像システム２００は、例えば、施設もしくは病院内で、または、インターネットおよび／もしくは仮想プライベートネットワークなどの構成可能な、１つまたは複数の有線および／もしくは無線ネットワークを介して完全に異なる場所において、ローカルにまたは遠隔に配置された、複数のディスプレイ、プリンタ、ワークステーション、および／または同様のデバイスに結合してもよい。
【００８０】
いくつかの実施形態では、ＣＴ撮像システム２００は、リモートシステム２４０によって少なくとも部分的に制御される。ＣＴ撮像システム２００およびリモートシステム２４０は、ＣＴ撮像システム２００が情報および要求をリモートシステム２４０に通信し、要求に対する応答を受信するクライアント−サーバ関係を有することができる。要求は、例えば、コンピューティングシステム２１６によって通信されるオペレータ入力に基づく調整ＩＱ基準または露出制御パラメータの要求を含むことができる。そのような場合、コンピューティングシステム２１６の１つまたは複数の処理ユニットは、リモートシステム２４０の一部を形成することができる。
【００８１】
一実施形態では、例えば、ＣＴ撮像システム２００は、画像保管通信システム（ＰＡＣＳ）２２４を含むか、またはそれに結合される。１つの例示的な実装態様では、ＰＡＣＳ２２４はさらに、リモートシステム２４０に結合される。リモートシステム２４０は、例えば、放射線部門コンピュータシステムまたは病院コンピュータシステムの一部とすることができ、またはその一部を形成することができる。リモートシステム２４０は、内部または外部サーバネットワーク（例えば、クラウドコンピューティングネットワーク）の一部を形成することができる。リモートシステム２４０は、異なる位置のオペレータがオペレータ入力を供給し、要求または他の情報に対する回答を受け取ることを可能にすることができる。
【００８２】
特定の実施形態では、リモートシステム２４０は、ユーザが、指定されたプロトコルおよび／または他の情報を検索し、更新し、記憶することを可能にする。例えば、リモートシステム２４０は、基準プロトコルのデータベースを含むことができる。オペレータからの情報を受信すると、リモートシステム２４０は、臨床タスクのための基準プロトコルまたはスキャン指示を提案することができる。リモートシステム２４０はまた、重み係数を検索するために本明細書で説明されるデータベースを有することができる。
【００８３】
コンピューティングシステム２１６は、オペレータ提供のおよび／またはシステム定義のコマンドおよびパラメータを使用して、テーブルモータコントローラ２２６を動作させ、テーブルモータコントローラ２２６は、電動テーブル２２８を制御することができる。具体的には、テーブルモータコントローラ２２６は、テーブル２２８を移動させて、ガントリ２０２内の人２１１を、人２１１のＲＯＩに対応する投影データを取得するために適切に配置する。
【００８４】
先に述べたように、ＤＡＳ２１４は、検出器要素２０９によって取得された投影データをサンプリングし、デジタル化する。その後、画像再構成器２３０が、サンプリングされデジタル化されたＸ線データ使用して高速再構成を実施する。図２は、別個のエンティティとして画像再構成器２３０を示すが、特定の実施形態では、画像再構成器２３０は、コンピューティングシステム２１６の一部分を形成してもよい。あるいは、画像再構成器２３０は、システム２００に存在しなくてもよく、代わりに、コンピューティングシステム２１６が、画像再構成器２３０の１つまたは複数の機能を実行してもよい。さらに、画像再構成器２３０は、ローカルまたは遠隔に位置してもよく、有線または無線ネットワークを使用してシステム１００に動作可能に接続されてもよい。特に、１つの例示的な実施形態は、画像再構成器２３０のためのクラウドコンピューティングネットワーク内の計算資源を使用することができる。
【００８５】
一実施形態では、画像再構成器２３０は、記憶システム２１８に記憶された画像を再構成する。あるいは、画像再構成器２３０は、診断および評価のために有用な情報を生成するために、再構成画像をコンピューティングシステム２１６に送信する。特定の実施形態では、コンピューティングシステム２１６は、再構成された画像および／または情報をディスプレイ２３２に送信する。
【００８６】
本明細書でさらに説明される様々な方法およびプロセスは、システム２００内の非一時的メモリに実行可能命令として格納することができる。メモリは、記憶システム２１８の一部または全部を形成することができる。いくつかの実施形態では、画像再構成器２３０は、このような命令を非一時的メモリに含むことができ、投影データから画像を再構成するために本明細書で説明する方法を適用することができる。別の実施形態では、コンピューティングシステム２１６は、命令を非一時的メモリに含めることができ、画像再構成器２３０から再構成画像を受信した後に再構成画像に、少なくとも部分的に、本明細書で説明する方法を適用することができる。さらに別の実施形態では、本明細書で説明される方法およびプロセスは、画像再構成器２３０およびコンピューティングシステム２１６にわたって分散されてもよい。
【００８７】
いくつかの実施形態では、ディスプレイ２３２は、オペレータが、撮像された解剖学的構造を評価することを可能にする。ディスプレイ２３２はまた、オペレータが、後続のスキャンまたは処理のために、例えば、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を介して関心容積（ＶＯＩ）を選択すること、および／または人情報を要求することも可能にすることができる。
【００８８】
以下では、タスクベースのＩＱメトリックを計算し、タスクベースのＩＱメトリックを使用して、調整ＩＱ基準または露出制御パラメータなどの他のパラメータを決定（例えば、計算）することについて説明する。以下では、再構成アルゴリズムに関してタスクベースのＩＱメトリックを計算することについて説明するが、タスクベースのＩＱメトリックを他のスキャンパラメータに関して使用することができることを理解されたい。スキャンパラメータは、ＣＴスキャンによって引き起こされる放射線量との関係を有することができ、および／または結果として得られる画像データの画質との関係を有することができる。例えば、２つの基準プロトコルの間で異なる可能性のあるスキャンパラメータは、管電位、ガントリ回転時間または速度、ＣＴ検出器の動作構成、スライス厚さ、またはらせん状ピッチとすることができる。
【００８９】
いくつかの実施形態では、タスクベースのＩＱメトリックを使用して、ＣＴ撮像システムの入力を調整して、異なるプロトコルからの放射線量および／または画質が本質的に等しくなるようにすることができる。異なるプロトコルは、同じＣＴ撮像システムによって実行することができる。しかし、いくつかの実施形態では、異なるプロトコルは、異なるＣＴ撮像システムによって実行される。例えば、異なるＣＴ撮像システムは、同じタイプのＣＴ撮像システム（例えば、同一の機器およびソフトウェア）とすることができる。異なるＣＴ撮像システムは、同じベンダーによって製造される製品ファミリー内の異なるバージョンであってもよい。異なるＣＴ撮像システムは、同じベンダーの異なるタイプであってもよいし、または異なるＣＴ撮像システムは、異なるベンダーからの異なるタイプであってもよい。
【００９０】
異なるプロトコルの他のシステム特徴は、同一またはほぼ同一とすることができる。例えば、修正されたシステム特徴（例えば、再構成アルゴリズム）を除いて、各プロトコルの各およびすべての他のシステム特徴は同じであってもよい。しかし、他の実施形態では、２つ以上のシステム特徴が２つのプロトコルの間で異なる可能性がある。
【００９１】
タスクベースのＩＱメトリックは、検出可能性指数を使用して決定することができる。検出可能性指数は、撮像システムの空間解像度（ＭＴＦ）およびノイズ特性（ＮＰＳ）ならびにタスク物体の空間周波数成分を組み合わせたタスクベースの周波数依存信号対ノイズ比（ＳＮＲ）メトリックである。特定の実施形態では、タスクベースのＩＱメトリックは、非プレホワイトニング検出可能性指数から導出される。非プレホワイトニング検出可能性指数は、以下のように定義することができる：
【００９２】
【数１】
2019209107.tif 000003
ここで、ＭＴＦｔａｓｋはタスクベースのモジュラ伝達関数（ＭＴＦ）であり、ＮＰＳはノイズパワースペクトルであり、Ｗｔａｓｋは信号の周波数成分を表す。ＭＴＦｔａｓｋは、指定された臨床タスクに対してＣＴ撮像システムが異なる空間周波数にどのように応答するかを特徴付ける。ＭＴＦｔａｓｋはまた、指定された臨床タスクのために、所与の空間周波数での入力信号の変調をその出力に転送するＣＴ検出器の能力として特徴付けることができる。ＮＰＳは、ノイズの大きさおよびテクスチャの関数である。Ｗｔａｓｋは、指定された臨床タスクに関連する空間周波数を示すことができる。
【００９３】
任意選択的に、Ｗｔａｓｋは、タスク直径に等しい半値全幅（ＦＷＨＭ）を有する２Ｄガウスの次式を用いて分析的に計算することができ、ここで、Ｃはバックグラウンドに対するタスクのコントラストである。
【００９４】
【数２】
2019209107.tif 000004
特定の非線形反復再構成アルゴリズムでは、システムノイズおよび分解能特性は、ノイズの大きさおよび物体のコントラストによって変化する可能性がある。コントラスト依存解像度の効果を組み込むために、エッジ拡散関数を推定することによって、ファントム内のコントラスト要素からＭＴＦｔａｓｋを推定することができる。
【００９５】
ＮＰＳが周波数の間でその積分によって正規化される場合、ＮＰＳは、正規化されたｎＮＰＳとノイズ分散との積として書かれ、ノイズの大きさをノイズのテクスチャから分離することができる。この置換によって、式（１）のｄ’２の式は次のように書き直すことができる。
【００９６】
【数３】
2019209107.tif 000005
ここで、σはＩＱ基準（例えば、ノイズ指数）である。Ｗｔａｓｋは放射線量とは無関係であるが、関心物体の形状およびコントラストによって変化する。ＭＴＦｔａｓｋおよびｎＮＰＳは、線形再構成アルゴリズムの線量には一般に無関係であるが、電子ノイズ補正を伴う非常に低い線量を使用することができる。
【００９７】
式（３）は、所定のｄ’２を得るために必要なσを計算するために反転することができる。
【００９８】
【数４】
2019209107.tif 000006
反復再構成アルゴリズムの場合、ぼかしの量は線量／ノイズレベルで変えることができる。任意選択的に、ＭＴＦｔａｓｋおよびｎＮＰＳは、線量と共に一定であると仮定することができる。したがって、式（３）は次のように書き換えることもできる。
【００９９】
【数５】
2019209107.tif 000007
ここで、ｄ’ｇｅｎは全体の画質を表す一般化されたメトリック（本明細書では「タスクベースのＩＱメトリック」とも呼ばれる）であり、Ｋは再構成方法およびスキャンの画質を表すために選択されるタスク物体に依存し、σは、オペレータによって提供され得るノイズパラメータ（例えば、ノイズ標準偏差）を表す。任意選択的に、Ｋは、管電位、ガントリ回転時間または速度、ＣＴ検出器の動作構成、スライス厚さ、またはらせん状ピッチなどの他のパラメータに依存してもよい。
【０１００】
式（５）から、ノイズ標準偏差（または、ノイズ指数）は、基準スキャン指示とは異なる指定されたスキャン指示のためにｄ’ｇｅｎに変換することができる。式（５）は、指定されたスキャン指示のための特定のｄ’ｇｅｎ値を生成するために必要とされる調整されたノイズ標準偏差を特定することを可能にすることができる。その場合、ＡＥＣ方法は、調整されたノイズ標準偏差を使用して、調整されたノイズ標準偏差を提供するためにＴＣＭプロファイルを選択することができる。
【０１０１】
ＡＥＣ方法は、上記の式においてσに等しいノイズ標準偏差を設定することができる。調整されたノイズ標準偏差は、コントラスト、空間解像度、およびノイズテクスチャを暗黙的に考慮しているため、調整されたノイズ標準偏差はタスクベースである。
【０１０２】
ｄ’ｇｅｎ推定のためのデータベースを生成するために、米国放射線学会（ＡＣＲ）直径２０ｃｍのファントムを１２０ｋＶでＲｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  ＣＴ（ＧＥ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）でスキャンし、管電流を２５から２００ｍＡｓの間で変化させた。画像は、Ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  ＣＴ（ＡＳＩＲ−Ｖと呼ばれる）用に開発された適応的統計反復再構成（ＡＳＩＲ）に類似し得る、基準ＦＢＰ型再構成アルゴリズムおよびインハウス反復再構成アルゴリズム（ＩＲ１、ＩＲ２、ＩＲ３およびＩＲ４）の様々なレベルを使用して２．５ｍｍスライス厚で再構成した。ＡＣＲファントム内のアクリルロッド物体は、本方法の評価された実装態様のためのタスクを表すように選択した。タスクベースのＭＴＦ、ＭＴＦｔａｓｋは、アクリル物体の周りに抽出された関心領域から計算した。
【０１０３】
ＮＰＳは、ＡＣＲファントムのモジュール３の均一セクションから計算した。ＮＰＳを計算するために、８０個の軸方向画像スライスからの１２８×１２８ピクセルの合計２００個のＲＯＩが使用された。ノイズ標準偏差とｄｇｅｎ’との間の変換のためのＫ係数（式（４））を計算するために使用できる、異なる再構成アルゴリズムのためのＭＴＦｔａｓｋ、ｎＮＰＳ、およびＷｔａｓｋを記憶するためのデータベース（例えば、ルックアップテーブル）を生成した。
【０１０４】
したがって、ＡＥＣエンジンは、調整されたノイズ標準偏差に基づくＴＣＭプロファイルに従ってＸ線源を制御して、目標ＩＱ基準を使用する場合にオペレータが期待する画質と本質的に一致する画質を有する画像データを生成することができる。特定の例として、ＡＥＣエンジンは、反復再構成アルゴリズムを使用する基準プロトコルのための調整されたノイズ標準偏差に基づくＴＣＭプロファイルに従ってＸ線源を制御することができる。得られる画像データは、ノイズ指数およびＦＢＰ再構成を使用する場合にオペレータが期待する画質と本質的に一致する画質を有することができる。
【０１０５】
本明細書に記載する実施形態は、タスクベースのメトリック（ｄ’ｇｅｎ）またはノイズ標準偏差を計算するための重み係数のデータベース（例えば、ルックアップテーブル（ＬＵＴ））を生成または使用することができる。重み係数には、ＭＴＦｔａｓｋ、Ｗｔａｓｋ、およびｎＮＰＳと、ＭＴＦｔａｓｋ、Ｗｔａｓｋ、およびｎＮＰＳの関数である一定の値であり得るＫ係数が含まれる。重み係数は、ノイズ標準偏差をｄ’ｇｅｎに変換するか、またはｄ’ｇｅｎをノイズ標準偏差に変換するために使用することができる。
【０１０６】
ＭＴＦｔａｓｋの値は、実験、シミュレーション、または１つもしくは複数の分析モデルの少なくとも１つによって決定できる。ＭＴＦｔａｓｋの値は、再構成アルゴリズムおよびタスク物体のコントラストレベルによって変わる可能性がある。Ｗｔａｓｋ値は、１つまたは複数の分析モデルによって取得できる。ｎＮＰＳ値は、実験、シミュレーション、または１つもしくは複数の分析モデルの少なくとも１つによって決定できる。異なる値は、タスク物体の品質および放射線量または画質に影響する１つまたは複数のパラメータ（例えば、再構成アルゴリズムまたは管電位）によっても識別されるそれぞれのデータベースに収集することができる。上述したように、Ｋ係数の定数値を計算し、タスク物体の品質および放射線量または画質に影響を与える１つまたは複数のパラメータによっても識別されるデータベースに割り当てることができる。より具体的には、各データベースは、１つまたは複数のタスク物体品質（例えば、サイズ、形状、コントラスト）と、放射線量または画質に影響を及ぼす１つまたは複数のパラメータとの組合せによって識別することができる。
【０１０７】
例証するために、第１のデータベースは、ＦＢＰで再構成され、５ｍｍの大きさの、形状が円形で、高コントラストを有する、タスク物体を有する画像データに対して２５００のＫ係数値を割り当てることができる。第２のデータベースは、反復再構成（１０％レベル）で再構成され、５ｍｍの大きさの、形状が円形で、高コントラストを有する、タスク物体を有する画像データに対して１８００のＫ係数値を割り当てることができる。第３のデータベースは、反復再構成（２０％レベル）で再構成され、５ｍｍの大きさの、形状が円形で、高コントラストを有する、タスク物体を有する画像データに対して１７００のＫ係数値を割り当てることができる。第４のデータベースは、反復再構成（３０％レベル）で再構成され、５ｍｍの大きさの、形状が円形で、高コントラストを有する、タスク物体を有する画像データに対して１５００のＫ係数値を割り当てることができる。
【０１０８】
したがって、データベース（例えば、ＬＵＴ）を使用して、ＩＱ基準（例えば、ノイズ指数）をタスクベースのＩＱメトリック（ｄ’ｇｅｎ）に（その逆も可能である）変換するために使用することができるＫ係数定数値を決定することができる。
【０１０９】
いくつかの実施形態では、データベースを使用して、Ｋ係数の代わりにＭＴＦｔａｓｋ、Ｗｔａｓｋ、およびｎＮＰＳなどの重み係数の各１つ（または、それらの組合せ）を決定することができる。例えば、ＭＴＦｔａｓｋ用のデータベースを作成することができ、Ｗｔａｓｋ用のデータベースを作成することができ、ｎＮＰＳ用のデータベースを作成することができる。任意選択的に、２つの係数（例えば、ＭＴＦｔａｓｋおよびＷｔａｓｋ）の積のデータベースを作成することができる。データベースからの値を取り出し、タスクベースのＩＱメトリックまたはノイズ標準偏差を計算するための重み係数として使用することができる。
【０１１０】
上述したように、各データベースは、タスク物体品質と１つまたは複数の他のパラメータ（例えば、再構成アルゴリズム）との様々な組合せにインデックス付けされたＫ係数定数値を有することができる。Ｋ係数を検索するために、少なくとも１つの処理ユニットは、オペレータまたはシステムによって提供される情報（例えば、臨床タスクおよび再構成アルゴリズム）を使用して、Ｋ係数を有するデータベースを識別することができる。関心のあるパラメータ（例えば、再構成アルゴリズム、管電位など）についていくつかのデータベースを作成することができる。
【０１１１】
構築されたデータベースを用いて、オペレータは、修正パラメータを使用して所望の画質を得ることができ、所望の画質は異なるパラメータを使用して取得された画像データの画質に類似する。構築されたＫ係数データベースを用いて、調整ノイズ標準偏差σＢは、以下の式を使用して決定することができる。
【０１１２】
【数６】
2019209107.tif 000008
ここで、Ｋｔａｓｋ＿ｐａｒａｍＡは、基準パラメータ（例えば、既知の再構成アルゴリズム）に対するＫ係数定数を表し、Ｋｔａｓｋ＿ｐａｒａｍＢは、修正パラメータ（例えば、既知の再構成アルゴリズムとは異なる所定の再構成アルゴリズム）に対するＫ係数定数を表し、σＡは、基準パラメータを使用して所望の画質に関連するオペレータによって選択されたノイズ標準偏差を表し、σＢは、修正されたパラメータでＡＥＣエンジンによって使用される調整されたノイズ標準偏差を表す。したがって、単純定数の比とノイズ標準偏差σＡを用いて、修正パラメータの調整ノイズ標準偏差σＢを計算することができる。
【０１１３】
図３は、一実施形態による方法３００を示す。方法３００は、例えば、ＣＴ撮像システムにおいて人をスキャンする方法とすることができる。方法３００は、本明細書で説明した様々な実施形態の構造または態様（例えば、システムおよび／または方法）を用いる。例えば、方法３００の少なくともいくつかのステップは、少なくとも１つの処理ユニットによって実行することができる。様々な実施形態では、特定のステップを省略または追加することができ、特定のステップを組み合わせることができ、特定のステップを同時に実行することができ、特定のステップを並行して実行することができ、特定のステップを複数のステップに分割することができ、特定のステップを異なる順序で実行することができ、あるいは特定のステップまたは一連のステップを反復的な形式で再実行することができる。
【０１１４】
方法３００は、患者情報をＣＴ撮像システムに入力するステップ３０２を含む。患者情報は、減衰に影響を及ぼし得る情報を含む可能性がある。例えば、人物情報は、サイズおよび重量に関連する可能性がある。３０４では、ガントリ内に移動するように構成されたテーブル上に人を配置することができる。人の位置決めの前または後に、ＣＴ撮像システムは、３０６で、基準プロトコルを決定するオペレータ入力を受け取ることができる。基準プロトコルは、ＣＴスキャン中のＸ線源およびＣＴ検出器の動作を決定するシステム特徴を規定する。例えば、基準プロトコルは、３０６において、（例えば、ドロップダウンメニューから）既知のプロトコルを選択するか、または新しいプロトコルを作成する、オペレータ入力を受信することによって、決定することができる。新しいプロトコルを作成するために、オペレータは適切な情報をテーブルに入力することができる。
【０１１５】
基準プロトコルは、ＣＴ撮像システムの動作を決定する予めプログラムされたシステム特徴（例えば、ＣＴ撮像システムの設定およびパラメータ）のセットを含む。例えば、基準プロトコルには、スキャンタイプ（例えば、軸方向、らせん状）、スキャン視野域（ＳＦＯＶ）または関心領域（ＲＯＩ）（例えば頭部、胸部、腹部）、ガントリ回転速度（例えば、１回転あたり１秒）、スライス厚さ、ビームコリメーション、管電位、１つもしくは複数の管電流パラメータ（例えば、管電流範囲または平均管電流）、デフォルトのＩＱ基準（例えば、ノイズ指数値）、再構成型および再構成カーネルおよび（任意選択的に）レベルまたは強度を含む再構成アルゴリズム、ＣＴ線量指数（ＣＴＤＩｖｏｌ）、線量長積（ＤＬＰ）、スキャン長さ、および線量計算に使用されるファントムタイプを含むことができる。
【０１１６】
３０８において、臨床タスクが決定される。いくつかの実施形態では、システムは、基準プロトコルおよび／または個人情報などの他の情報に基づいて臨床タスクを自動的に決定することができる。いくつかの場合において、基準プロトコルは、１つの臨床タスクにのみ関連し得る。したがって、基準プロトコルが決定された場合、３０８において、臨床タスクを決定することができる。
【０１１７】
あるいは、３０８において、臨床タスクは、基準プロトコルを選択する前にオペレータによって選択することができる。例えば、オペレータは、複数の起こり得る臨床タスクから臨床タスクを選択することができる。システムは、３０６で、オペレータによって選択された臨床タスクに基づいて、基準プロトコルを自動的に決定することができる。
【０１１８】
指定されたプロトコルおよび／または臨床タスクをオペレータが選択すると、ＣＴ計算システムは、ディスプレイに特定の設定およびパラメータを設定することができる。オペレータは、指定されたプロトコルの設定およびパラメータの少なくともいくつかを修正することを可能にすることができる。例えば、３１０において、ＣＴ撮像システムは、スキャン指示のシステム特徴の１つまたは複数を修正するためのオペレータ入力を受信することができる。オペレータは、ディスプレイ上のフィールドを選択し、英数字文字列（例えば、数値または名前）を入力するか、またはメニューから情報を選択することができる。一例として、オペレータは、様々な再構成アルゴリズムを選択することができる。様々な再構成アルゴリズムは、同じ技術（例えば、反復再構成）を有するが、異なるレベルまたは強度（例えば、反復再構成の量）を有する可能性のあるアルゴリズムとすることができる。様々な再構成アルゴリズムは、別のタイプの技術（例えば、ＦＢＰ対ＩＲ）であってもよい。いくつかの実施形態では、ＣＴ撮像システムは、オペレータによる変更に応じてパラメータを自動的に修正することができる。例えば、ＣＴＤＩは、オペレータによって行われた変更に基づいて変更することができる。
【０１１９】
３１２において、目標ＩＱ基準がオペレータ入力を介してＣＴ撮像システムによって受信される。目標ＩＱ基準は、オペレータが所望する画質を表す。目標ＩＱ基準は、既知の標準化されたテーブル（例えば、指定されたＣＴ撮像システムの商業的に開発された規格）に関連する基準値とすることができる。オペレータは、ＣＴ撮像システムまたは同じ規格を使用する他のＣＴ撮像システムを使用する経験を通じて、既知の規格に精通することができる。目標ＩＱ基準に関連する画質は、基準システム特徴（例えば、所定の設定およびパラメータ）で取得された画像の画質を表す。
【０１２０】
例えば、オペレータは、ほぼ等しい画像ノイズを有するように画像データに効果的に要求するノイズ指数を入力することができる。別の例として、オペレータは、ほぼ等しい有効管電流−時間積を有することを画像データに効果的に要求する基準ｍＡｓを入力することができる。実効管電流−時間積は、管電流と回転時間との積をらせん状スキャンモードでのピッチで割ったものとして定義することができる。
【０１２１】
上記の例のそれぞれにおいて、オペレータは、臨床タスクのためにＣＴ撮像システムを用いた過去の経験に基づいて値を選択することができる。しかしながら、上述したように、オペレータは、基準プロトコル／臨床タスクのデフォルト設定またはパラメータから逸脱した設定またはパラメータを変更することができる。例えば、オペレータは、３１０において、画像データを処理するために以前にＦＢＰを使用した基準プロトコル／臨床タスクに対する反復再構成アルゴリズムを選択している可能性がある。したがって、目標ＩＱ基準は、オペレータが新しい再構成アルゴリズムに対して有したいＦＢＰを使用して得られた画質を表すことができる。しかし、上述したように、そのようなユーザ選択ＩＱ基準は、異なる再構成アルゴリズムに等しく適用可能でない可能性がある。
【０１２２】
３１４において、タスクベースのＩＱメトリックは、目標ＩＱ基準、前の再構成アルゴリズムおよび／またはスキャンパラメータを使用して決定することができる。次いで、タスクベースのＩＱメトリックを使用して、３１６において、ＣＴ撮像システムによって使用される調整されたＩＱ基準を決定することができる。
【０１２３】
図４は、３１４および３１６（図３）において、タスクベースのＩＱメトリックおよび調整ＩＱ基準がそれぞれどのようにして決定されるかをより詳細に示す。変数の異なる組合せに対してデータベース（またはテーブル）が存在する可能性がある。変数は、例えば、タスク物体のサイズ、タスク物体の形状、タスク物体のコントラスト、ならびに放射線量および／または画質に影響を与える再構成アルゴリズムまたはスキャンパラメータなどの１つまたは複数の他の特徴を含むことができる。
【０１２４】
いくつかの実施形態では、各データベースは、変数の固有の組合せに対応する。データベースは、後続の計算で使用されるようにインデックス付けされた重み係数（例えば、定数値）を含むことができる。重み係数を検索するために、少なくとも１つの処理ユニットは、スキャン指示に関するパラメータのそれぞれを有するデータベースを識別することができる。図４に示すように、データベースアレイ３１５は、複数のデータベース（例えば、テーブルまたは行）３１７を含む。データベース３１７の各々は、異なるタスク物体品質によって識別される、指定された臨床タスクのためのタスク物体を含む。データベース３１７の各々は、再構成アルゴリズム（例えば、ＦＢＰ）を含む。タスク物体と同様に、再構成アルゴリズムは、複数の品質または特徴を有することができる。
【０１２５】
データベースアレイ３１５は、基準スキャン指示のためのオペレータ入力と一致するＫ係数が存在するかどうかを識別するために検索または照合され得る。例えば、少なくとも１つの処理ユニットは、関連するタスク物体および再構成アルゴリズムの臨床タスクまたは品質を通信することができる。再構成アルゴリズムの代わりに、または再構成アルゴリズムに加えて、放射線量および／または画質に影響を及ぼすスキャンパラメータを提供することができる。データベースアレイ３１５は、適切なＫ係数を識別し、Ｋｔａｓｋ＿ＲｅｆＰｒｏｔｏｃｏｌ係数を出力することができる。任意選択的に、実施形態は、オペレータ入力を使用してＫ係数を識別できない場合に、Ｋ係数を推定することができる。
【０１２６】
同様の方法で、データベースアレイ３１５は、新しいスキャン指示のためのオペレータ入力と一致するＫ係数が存在するかどうかを識別するために検索または照合され得る。例えば、少なくとも１つの処理ユニットは、関連するタスク物体および再構成アルゴリズムの臨床タスクまたは品質を通信することができる。再構成アルゴリズムの代わりに、または再構成アルゴリズムに加えて、放射線量および／または画質に影響を及ぼすスキャンパラメータを提供することができる。データベースアレイ３１５は、適切なＫ係数を識別し、Ｋｔａｓｋ＿ＮｅｗＰｒｏｔｏｃｏｌ係数を出力することができる。任意選択的に、実施形態は、オペレータ入力を使用してＫ係数を識別できない場合に、Ｋ係数を推定することができる。
【０１２７】
また、オペレータ入力によって提供される目標ＩＱ基準（ＩＱ  Ｒｅｆ）は、ノイズ標準偏差σＲｅｆに変換することができる。例えば、目標ＩＱ基準がノイズ指数である場合、目標ＩＱ基準はさらなる修正なしに送信することができる。目標ＩＱ基準が基準画像または基準ｍＡｓである場合、目標ＩＱ基準を処理して、ノイズ標準偏差σＲｅｆを提供することができる。例えば、ノイズ標準偏差を決定するために基準画像を検査することができる。基準ｍＡｓは、既知の対話指数またはモデルを使用して変換することができる。
【０１２８】
第１の動作３１４では、σＲｅｆおよびＫｔａｓｋ＿ＲｅｆＰｒｏｔｏｃｏｌを使用してｄ’２（または、タスクベースのＩＱメトリック）を計算することができる。ｄ’２は、基準画像データの全体の画質を表す。次いで、Ｋｔａｓｋ＿ＮｅｗＰｒｏｔｏｃｏｌを使用して調整ＩＱ基準（σＡｄｊ）または（σＡｄｊ２）を計算するために、ｄ’２を動作３１６に供給することができる。調整ＩＱ基準（σＡｄｊ）または（σＡｄｊ２）は、その後、３１８でＡＥＣエンジンに通信することができる。ＡＥＣエンジンは、３１９においてＴＣＭプロファイルを決定するために、調整ＩＱ基準を使用する。任意選択的に、ＡＥＣエンジンは、３２０で実行されたスカウトスキャンからのデータを使用し、減衰データをＡＥＣエンジンに提供することができる。
【０１２９】
あるいは、データベースアレイ３１５は、他の情報を含むことができる。例えば、各データベースは、タスク物体の品質およびＦＢＰに関連付けられた重み係数ＭＴＦｔａｓｋ、ｎＮＰＳ、およびＷｔａｓｋを決定するために存在してもよく、ならびに各データベースは、タスク物体の品質およびＩＲに関連付けられた重み係数ＭＴＦｔａｓｋ、ｎＮＰＳ、およびＷｔａｓｋを決定するために存在してもよい。
【０１３０】
再び図３を参照すると、３２２で、人をスキャンすることができ、３２４で、投影データを得ることができる。３２６で、投影データを、医用画像を形成するために処理することができる。任意選択的に、３２８で、遡及的再構成を実行してもよい。例えば、異なる目標ＩＱ基準を３１２で選択してもよく、および／または３１０で新しい再構成アルゴリズムを選択してもよい。
【０１３１】
いくつかの実施形態では、方法３００の動作の少なくともいくつかは、オフラインで、および／またはリモートシステム２４０などのリモートシステムによって、実行することができる。例えば、医療提供者は、ガントリ、Ｘ線源、発電機、テーブル、入力を受信するためのコンソール、およびローカルコンピューティングシステムを有することができる。ローカルコンピューティングシステムは、ガントリ、Ｘ線源、発電機、およびテーブルを操作するための１つまたは複数のコントローラを含むことができる。オペレータは、コンソールに入力をすることができる。ローカルコンピューティングシステムは、リモートシステムにデータを通信することができる。
【０１３２】
図５は、例えば、ＣＴ撮像システムで人をスキャンする方法とすることができる方法５００を示すフローチャートである。方法５００は、本明細書で説明した様々な実施形態の構造または態様（例えば、システムおよび／または方法）を用いる。様々な実施形態では、特定のステップを省略または追加することができ、特定のステップを組み合わせることができ、特定のステップを同時に実行することができ、特定のステップを並行して実行することができ、特定のステップを複数のステップに分割することができ、特定のステップを異なる順序で実行することができ、あるいは特定のステップまたは一連のステップを反復的な形式で再実行することができる。
【０１３３】
方法５００は、方法３００（図４）のステップと同様または同一のステップを含むことができる。５０２において、患者情報をＣＴシステムに入力することができ、その人は５０４で位置決めすることができる。５０６において、再構成アルゴリズムとタスク物体を有する臨床タスクとを選択するためのオペレータ入力を受け取ることができる。任意選択的に、オペレータ入力は、臨床タスクを有する基準プロトコルおよび任意選択的に再構成アルゴリズムを選択することを含むことができる。基準プロトコルを選択した後、オペレータは、基準プロトコルに関連する任意のシステム特徴を修正することができる。例えば、ディスプレイは、提案されたスキャンパラメータおよび値、またはそれらのスキャンパラメータの選択肢を有するテーブルをポピュレートすることができる。５０８において、オペレータは、スキャン指示のためのパラメータを選択または確認することができる。
【０１３４】
図６は、露出制御パラメータを決定する方法をより詳細に示す。図５および図６は一緒に記載されている。５１０において、タスクベースのＩＱ基準を決定するためのオペレータ入力を受け取ることができる。タスクベースのＩＱ基準は、臨床タスクのための所望のまたは許容可能な画質を表す。特定の実施形態では、タスクベースのＩＱ基準は、基準画像とすることができる。例えば、オペレータは、オペレータが結果として得られる画像データに対して好むだろう全体的な画質を有する基準画像を選択することができる。いくつかの実施形態では、ＣＴ画像ディスプレイは、オペレータに基準画像のセットを提示することができる。セットの基準画像は、臨床タスクまたは基準プロトコルによって決定することができる。オペレータは、５１０で、セットから基準画像を選択することができる。
【０１３５】
５１２において、タスクベースのＩＱ基準を使用して、タスクベースのＩＱメトリックを決定することができる。タスクベースのＩＱ基準が基準画像である実施形態では、タスクベースのＩＱメトリックは、基準画像と共に記憶される情報を使用することか、または基準画像を分析することの少なくとも一方によって決定することができる。例えば、基準画像は、基準画像に割り当てられた（例えば、基準画像を有するデータベースに記憶された）タスクベースのＩＱメトリックを有することができる。換言すれば、基準画像にｄ’２値を割り当てることができる。あるいは、実施形態は、基準画像を分析し、タスクベースのＩＱメトリックを計算することができる。例えば、重み係数またはノイズ標準偏差の少なくとも一方を基準画像に割り当てる（例えば、基準画像を有するデータベースに記憶する）ことができる。他の実施形態では、重み係数は、既知の情報（例えば、タスク物体、基準画像を生成するために使用される再構成アルゴリズムなど）を使用してデータベースから検索することができ、および／またはノイズ標準偏差は、基準画像を分析すること（例えば、基準画像内の１つまたは複数の均一領域を識別することおよびそこから標準偏差を計算すること）によって決定することができる。
【０１３６】
タスクベースのＩＱ基準は、オペレータによって直接入力される値とすることができる。値は、例えば、数値または相対値とすることができる。例えば、仮想スライダを上端部と下端部との間で移動させることによって相対値を提供することができ、スライダが上端に近い場合にはより高い画質が望まれ、スライダが下端に近い場合にはより低い画質が望まれる。
【０１３７】
数値は、ｄ’２値と等しくてもよい。そのような実施形態では、５１０でオペレータ入力を受信し、５１２でタスクベースのＩＱメトリックを決定することが、同時に発生する可能性がある。しかしながら、他の実施形態では、数値は値の標準化範囲内にあることが要求される可能性がある。より具体的には、ｄ’２値のみに基づいて、ｄ’２値はオペレータにとって容易に識別可能な意味を持たない可能性がある。したがって、オペレータにとってより意味のあるタスクベースの範囲を開発することができる。例えば、タスクベースの範囲の値は、１〜５または１〜１０とすることができる。複数のタスクベースの範囲が存在し、異なるタスクまたは変数の組合せ（例えば、タスク物体、再構成アルゴリズム、スキャンパラメータなど）に相関することができる。
【０１３８】
５１４（図６）では、露出制御パラメータσＥＣＰは、ｄ’２値およびＫｔａｓｋ＿ｒｅｃｏｎ係数を使用して決定することができる。上述したように、ｄ’２値は、本明細書で説明するように、基準画像に割り当てることができ、または基準画像から算出することができる。あるいは、ｄ’２値は、オペレータが直接入力してもよい。Ｋｔａｓｋ＿ｒｅｃｏｎ係数は、オペレータ入力を使用してデータベースアレイ５１５から取得することができる。例えば、Ｋｔａｓｋ＿ｒｅｃｏｎ係数は、タスク物体の品質と、結果として得られる画像データのための再構成アルゴリズムとを使用して、データベース５１７から検索することができる。あるいは、データベースアレイ５１５は、他の情報を含むことができる。例えば、タスク物体の品質および再構成アルゴリズムに関連する重み係数ＭＴＦｔａｓｋ、ｎＮＰＳ、およびＷｔａｓｋを決定するために、各データベースが存在することができる。他の実施形態では、重み係数は、選択された再構成アルゴリズムの代わりに、ｋＶなどの、選択されたスキャンパラメータに基づいて識別することができる。
【０１３９】
いくつかの実施形態では、露出制御パラメータσＥＣＰは、さらに変更することなく、ＡＥＣエンジンに直接通信することができる。他の実施形態では、露出制御パラメータσＥＣＰ２は、５１９で、露出制御パラメータＥＣＰに調整または変換することができる。上述のように、露出制御パラメータσＥＣＰを露出制御パラメータＥＣＰに変換する指数またはモデルが存在する可能性がある。指数またはモデルは、例えば、放射線量または曝露に基づくものであってもよい。いくつかの実施形態では、変換指数またはモデルは、実験、シミュレーション、および／またはモデリングによって生成することができる。例えば、ノイズ指標値を基準ｍＡｓ値に変換することができる。
【０１４０】
５１８で、露出制御パラメータがＡＥＣエンジンに供給され、ＡＥＣエンジンはＴＣＭプロファイルを生成することができる。任意選択的に、５２０において、患者減衰情報を収集するためにスカウトスキャンが実行される。５２２で、ＣＴスキャンは、ＣＴスキャン中にＸ線源に指示してＸ線ビームを生成することを実行することができ、ＣＴスキャン中の管電流または管電位の少なくとも一方は、露出制御パラメータの関数である。ＣＴスキャンは、ＴＣＭプロファイルに基づくことができる。５２４で、投影データが取得され、５２６で画像データに再構成される。任意選択的に、画像データおよび／または投影データは、５２８で遡及的再構成を受けることができる。
【０１４１】
いくつかの実施形態では、システムおよび方法は、システムのより大きなネットワークの一部とすることができ、またはそれと共に使用することができる。例えば、ローカルサイト（例えば、医療提供者）におけるＣＴ撮像システム２００（図２）の構成要素は、リモートシステム２４０に通信可能に結合することができる。リモートシステム２４０は、ＣＴ撮像システム２００によって実行される１つまたは複数の動作を制御するよう構成することができる。いくつかの実施形態では、「少なくとも１つの処理ユニット」は、ローカルサイトに構成要素（例えば、ガントリ、Ｘ線源、ＣＴ検出器、オペレータコンソール、およびローカルコンピューティングシステム）を伴い配置された１つまたは複数の処理ユニットを含み、１つまたは複数の処理ユニットがリモートシステム２４０と共に配置される。
【０１４２】
例えば、オペレータは、患者情報の入力、テーブル上の人の位置決め、基準プロトコルおよび／または臨床タスクの選択、スキャン指示のためのパラメータの選択、ならびに上述したようなタスクベースのＩＱ基準の提供についての入力をすることができる。リモートシステム２４０を利用する実施形態の場合、オペレータ入力は、リモートシステム２４０に通信され、５０２での受信、５０６での受信、５０８での受信、５１０での受信の動作またはステップが、リモートシステム２４０で生じる。入力は、オペレータによって入力された場合にリモートシステムに直接通信することができ、または任意選択的に、入力は、所定の方法でパッケージ化され、所定のプロトコルに従ってリモートシステム２４０に通信することができる。
【０１４３】
リモートシステムは、少なくとも１つの処理ユニットの少なくとも一部を含む。リモートシステムは、５１２で、タスクベースのメトリックを決定し、５１４で、露出制御パラメータを決定することができる。例えば、オペレータ入力は、基準システム特性、修正システム特性、タスク物体を有する臨床タスク、およびタスクベースのＩＱ基準を含むことができる。適切なデータを用いて、リモートシステム２４０は、５１４で、タスク物体、修正システム特徴、およびタスクベースのＩＱメトリックに基づいて、露出制御パラメータを決定することができる。任意選択的に、露出制御パラメータは、５１９で、後続の計算に適した別の露出制御パラメータに変換することができる。
【０１４４】
５２０では、スカウトスキャンを医療提供者が実行してスカウトデータ（例えば、患者減衰データ）を取得することができる。ＴＣＭプロファイルがリモートシステム２４０で決定される場合、スカウトデータはリモートシステム２４０に通信することができる。任意選択的に、スカウトスキャンは、より早い時間に実行され、スカウトデータは、動作５０２、５０６、５０８、および５１０からのものなどの、より早期のオペレータ入力と通信される。５１８において、５１４からの露出制御パラメータ、あるいは５１９からの露出制御パラメータ、および５２０からのオプションのスキャンデータが、ＡＥＣエンジンに供給される。ＡＥＣエンジンは、医療提供者のＣＴ撮像システムの一部であってもよいし、リモートシステム２４０の一部であってもよい。ＡＥＣエンジンは、露出制御パラメータおよびオプションのスキャンデータを使用してＴＣＭプロファイルを決定することができる。
【０１４５】
ＴＣＭプロファイルがリモートシステム２４０によって生成される場合、リモートシステム２４０は、ＴＣＭプロファイルをローカルサイトのＣＴ撮像システムのローカル構成要素に通信することができる。Ｘ線源は、ＴＣＭプロファイルを受信し、ＴＣＭプロファイルに従ってＸ線ビームを生成するように指示され得る。あるいは、リモートシステムは露出制御パラメータを通信することができ、ＣＴ撮像システムのローカル部分はＴＣＭプロファイルを生成することができる。
【０１４６】
いくつかの実施形態では、選択されるオペレータ入力は、異なるＣＴ撮像システムに関係する。図３および図５のそれぞれの方法３００および５００は、基準として使用される情報が、画像データを取得するために使用されるＣＴ撮像システムとは異なるＣＴ撮像システムと関連する場合に実行することができる。より具体的には、オペレータは、新しいＣＴ撮像システムを使用して画像データを取得することを望む可能性がある。オペレータは、画像データの画質が、異なるＣＴ撮像システムを使用して得られた画像データの画質と本質的に同じである画像データを取得することを望むであろう。例えば、基準システム特徴は、第１のＣＴ撮像システムによって取得された画像データと関連付けることができる。オペレータによって選択または提案された修正システム特徴は、第２のＣＴ撮像システムを使用して画像データを取得するためのものであってもよい。第１および第２のＣＴ撮像システムは、例えば、同じタイプまたはモデル（例えば、異なる病院に配置された２つのＧｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ（ＧＥ）Ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  ＨＤ  ｓｃａｎｎｅｒ）とすることができる。異なるＣＴ撮像システムは、同じベンダーによって製造される製品ファミリー内の異なるバージョン（例えば、ＧＥ  Ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  ＨＤ  ｓｃａｎｎｅｒおよびＧＥ  Ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  ＣＴ  ｓｃａｎｎｅｒ）であってもよい。異なるＣＴ撮像システムは、同じベンダーの異なるタイプまたはモデル（例えば、ＧＥ  Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ  ＣＴ７５０  ＨＤ  ｓｃａｎｎｅｒおよびＧＥ  Ｏｐｔｉｍａ  ＣＴ６６０  ｓｃａｎｎｅｒ）であってもよいし、または異なるＣＴ撮像システムは、異なるベンダー製（例えば、ＧＥ  Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ  ＣＴ７５０  ＨＤおよびサードパーティのＣＴ  ｓｃａｎｎｅｒ）であってもよい。
【０１４７】
そのような実施形態では、異なるＣＴ撮像システムの重み係数は、例えば、ＣＴ撮像システムの異なる性能のために独立して開発することができる。異なる性能は、異なる動作特性を有する異なる機器（例えば、Ｘ線源、ＣＴ検出器、フィルタ）に起因する可能性があり、または（例えば、ＴＣＭプロファイルを生成するための）異なるアルゴリズムを使用するソフトウェアに起因する可能性がある。他の例では、ＣＴ撮像システムは、同じ機器を有する同じタイプまたはモデルであるが、異なる性能は、それぞれのＣＴ撮像システムを製造する際の使用量、磨耗、および／または許容誤差の量の違いに起因する。異なる撮像システムは、例えば、異なる変調伝達関数（ＭＴＦ）およびノイズパワースペクトル（ＮＰＳ）を有することができる。
【０１４８】
基準システム特徴に関連するＫ係数は、第１のＣＴ撮像システム用の第１のデータベースから検索することができる。修正システム特徴のＫ係数は、第２のＣＴ撮像システム用の第２のデータベースから検索することができる。重み係数のデータベースは、１つまたは複数の実験、１つまたは複数のシミュレーション、または１つまたは複数の分析モデルのうちの少なくとも１つを介して生成することができる。例えば、第１のデータベースは、第１のＣＴ撮像システムによる実験、第１のＣＴ撮像システムに基づくデータおよびモデルを使用するシミュレーション、または第１のＣＴ撮像システムの性能特性に基づくデータおよび／またはパラメータを使用する１つまたは複数の分析モデルの少なくとも１つを介して生成することができる。同様に、第２のデータベースは、第２のＣＴ撮像システムによる実験、第２のＣＴ撮像システムに基づくデータおよびモデルを使用するシミュレーション、または第２のＣＴ撮像システムの性能特性に基づくデータおよび／またはパラメータを使用する１つまたは複数の分析モデルの少なくとも１つを介して生成することができる。
【０１４９】
したがって、実施形態は、異なるＣＴ撮像システムの性能特性に基づく重み係数の異なるデータベースを利用することができる。重み係数の各データベースを使用して、本明細書で説明されるように、タスクベースのＩＱメトリック（ｄ’ｇｅｎ）を決定することができ、タスクベースのＩＱメトリックは、本明細書で説明されるように、調整ＩＱ基準または露出制御パラメータを決定するために使用することができる。次いで、第２のＣＴ撮像システムは、第１のＣＴ撮像システムを使用して得られた画質が第２のＣＴ撮像システムを使用して取得することができるように、第１および第２のＣＴ撮像システムの間の差異を考慮して修正されるＴＣＭプロファイルを生成することができる。上述のように、調整ＩＱ基準（または、露出制御パラメータ）を決定するための１つまたは複数の動作は、オフラインおよび／またはリモートで実行することができる。
【０１５０】
上記の例では、基準システム特徴および修正システム特徴は、例えば、放射線量および／または画質に影響を与える再構成アルゴリズムまたはスキャンパラメータとすることができる。さらに他の実施形態では、スキャン指示は本質的に同じである（例えば、スキャンパラメータに対する同じ値および同じ再構成アルゴリズム）が、ＣＴ撮像システムは異なる。したがって、１つまたは複数の実施形態は、現在のＣＴ撮像システムでオペレータ入力を受信することを含むことができる。オペレータ入力は、画像データの所望の画質を表すか、またはそれに関連するタスクベースの入力（例えば、本明細書に記載のタスクベースのＩＱメトリック、タスクベースのＩＱ基準、または目標ＩＱ基準）を含むことができる。タスクベースの入力は、タスク物体を有する臨床タスクに関連付けることができ、画像データは、基準ＣＴ撮像システムによって取得された。基準ＣＴ撮像システムと現在のＣＴ撮像システムとは、異なる可能性がある。例えば、基準ＣＴ撮像システムおよび現在のＣＴ撮像システムは、動作中に異なる性能を有する可能性がある。
【０１５１】
そのような実施形態は、タスク物体、タスクベースのＩＱメトリック（または、目標ＩＱ基準）、および少なくとも１つの共通システム特徴に基づく調整ＩＱ基準または露出制御パラメータを決定することも含むことができる。少なくとも１つの共通システム特徴は、例えば、再構成アルゴリズムまたはスキャンパラメータとすることができ、重み係数を検索するためにデータベースを識別するのに役立つ。例えば、Ｋ係数は、基準ＣＴ撮像システムに関連するデータベースから検索することができ、Ｋ係数は、現在のＣＴ撮像システムに関連するデータベースから検索することができる。Ｋ係数は、露出制御パラメータまたは目標ＩＱ基準を決定するために使用することができる。次いで、ＴＣＭプロファイルは、本明細書で説明するように生成することができる。
【０１５２】
臨床タスクは、関心領域（ＲＯＩ）に限定することができる。例えば、胸部を撮像する場合、特定の臨床タスクは、結節または腫瘤を検出すること、それらのサイズおよび形状および臓器との関係を特徴付けること、肺の異常な曝気または膨張を識別すること、胸部内の異常な流体収集を検出すること、肺の中および周辺で異常な空気収集を識別すること、または血栓を検出すること、を含むことができる。腹部または骨盤を撮像する場合、特定の臨床タスクは、軟部組織の質量および異常な流体収集検出を検出すること、および塊／体液収集のサイズを判定すること、血液の異常な収集を識別すること、腸管外の空気を識別すること、を含むことができる。頭部を撮像する場合、特定の臨床タスクは、血液収集を検出すること、脳塊を識別すること、脳浮腫または虚血を検出すること、シャントハードウェアの位置および心室の大きさを評価すること、溝の大きさおよび対称性の相対的変化を評価すること、または異常な密度を検出すること、を含むことができる。脳灌流を撮像する場合、特定の臨床タスクは、脳虚血（例えば、脳卒中、一過性虚血発作、血管炎）を検出すること、梗塞の恐れのある脳から既に梗塞した脳を識別すること、または早期脳腫瘍の再発およびより高悪性度の腫瘍成分を識別すること、を含むことができる。
【０１５３】
臨床タスクの上記の例は限定的ではなく、各ＲＯＩについてさらなる臨床タスクが存在する。さらに、胸部撮像、腹部または骨盤撮像、頭部撮像、および脳潅流撮像のための上記の臨床タスクの各々は、タスク物体の品質の組合せを有することができる。例えば、臨床タスクの各々は、サイズ、形状、およびコントラストの関数であるタスク物体を有することができる。品質の組合せは、各臨床タスクのタスク物体に対して一意とすることができる。あるいは、１つまたは複数のタスク物体は、同じ品質を有することができる。タスク物体は、本明細書に記載されたものよりも少ないか、またはより多くの品質を有することが考えられる。
【０１５４】
本明細書で使用する場合、単数形で列挙され、「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」という単語に続けられる要素またはステップは、このような除外が明示的に述べられない限り、複数の前記要素またはステップを除外しないと理解されるべきである。さらにまた、「一実施形態」の参照は、列挙した特徴も組み込む付加的な実施形態の存在を除外するものと解釈されることを意図しない。また、明示的に反対の記載がない限り、特定の特性を有する要素または複数の要素を「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」実施形態は、その特性を有さない追加のそのような要素を含むことができる。
【０１５５】
上記の説明は例示するものであって、限定することを意図したものではないことを理解されたい。例えば、上記の実施形態（および／またはその態様）は、互いに組み合わせて用いることができる。さらに、本発明の範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるために、多くの変形を行うことができる。本明細書で説明した材料の寸法および種類は、本発明のパラメータを定義することを意図するが、それらは、限定するものではなく、例示的な実施形態である。他の多くの実施形態が、上記説明を検討することにより、当業者に明らかになるであろう。したがって、本発明の範囲は、添付した特許請求の範囲に与えられる均等物の完全な範囲と共に、添付した特許請求の範囲によって決定されなければならない。添付の特許請求の範囲において、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「ここにおいて（ｉｎ  ｗｈｉｃｈ）」という用語は、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「ここにおいて（ｗｈｅｒｅｉｎ）」というそれぞれの用語の平易な英語（ｐｌａｉｎ−Ｅｎｇｌｉｓｈ）の均等物として用いられる。さらに、以下の特許請求の範囲において、「第１の（ｆｉｒｓｔ）」「第２の（ｓｅｃｏｎｄ）」、および「第３の（ｔｈｉｒｄ）」などの用語は、単に標識として用いられ、その対象に数値的な必要条件を与えることを意図するものではない。さらに、以下の特許請求の範囲の限定は、そのような特許請求の範囲の限定が「のための手段（ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ）」の後にさらなる構造のない機能についての記載が続くフレーズを明白に用いない限り、そしてそうするまでは、ミーンズプラスファンクション形式で書かれたものではなく、米国特許法第１１２条（ｆ）に基づいて解釈されることを意図するものではない。
【０１５６】
本明細書は、最良の様式を含む本発明を開示するため、およびどのような当業者も、任意のデバイスまたはシステムの作製および使用ならびに任意の組み込まれた方法の実行を含む本発明の実践を可能にするために、実施例を使用している。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言から相違しない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言から実質的には相違しない同等の構造要素を含む場合、特許請求の範囲の技術的範囲に包含される。
［実施態様１］
コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像システム（１００、２００）であって、
Ｘ線ビーム（１０６、２０６）を発生させながら管電流および管電位で動作するように構成されたＸ線源（１０４、２０４）と、
人（２１１）の投影データを収集するように構成されたＣＴ検出器（１０８、２０８）と、
メモリに記憶されたプログラム命令を実行するように構成された少なくとも１つの処理ユニット（１１０、２１６）であって、前記プログラム命令を実行する場合、前記少なくとも１つの処理ユニット（１１０、２１６）が、
修正システム特徴およびタスク物体を有する臨床タスクを含むオペレータ入力を受信することと、
タスクベースの画質（ＩＱ）メトリックを決定するためのオペレータ入力を受信することであって、前記タスクベースのＩＱメトリックが前記臨床タスクを実行するための画像データの所望の全体的な画質を表し、前記画像データが基準システム特徴を使用して取得され、前記基準システム特徴および前記修正システム特徴が同じタイプの特徴であり、再構成アルゴリズムまたはスキャンパラメータを含む、ことと、
前記タスク物体、前記修正システム特徴、および前記タスクベースのＩＱメトリックに基づいて、露出制御パラメータを決定することと、
ＣＴスキャンの間に前記Ｘ線ビーム（１０６、２０６）を生成するよう前記Ｘ線源（１０４、２０４）に指示することであって、前記ＣＴスキャンの間に前記管電流または前記管電位の少なくとも一方が前記露出制御パラメータの関数である、ことと、
を実行するよう構成される、少なくとも１つの処理ユニット（１１０、２１６）と、
を備える、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像システム（１００、２００）。
［実施態様２］
前記少なくとも１つの処理ユニット（１１０、２１６）は、前記露出制御パラメータを受信し、前記露出制御パラメータに基づいて前記Ｘ線ビーム（１０６、２０６）を生成するように前記Ｘ線源（１０４、２０４）に指示するよう構成された自動露出制御（ＡＥＣ）エンジン（２１３）を含む、実施態様１に記載のＣＴ撮像システム（１００、２００）。
［実施態様３］
前記ＡＥＣエンジン（２１３）が、前記露出制御パラメータを使用して管電流変調（ＴＣＭ）プロファイルを決定し、前記ＴＣＭプロファイルが、前記Ｘ線源（１０４、２０４）の異なる角度および長手方向位置に対して前記ＣＴスキャン中に管電流を規定し、前記Ｘ線ビーム（１０６、２０６）を生成するよう前記Ｘ線源（１０４、２０４）に指示することが前記ＴＣＭプロファイルに従って前記Ｘ線ビーム（１０６、２０６）を生成するよう前記Ｘ線源（１０４、２０４）に指示することを含む、実施態様１に記載のＣＴ撮像システム（１００、２００）。
［実施態様４］
前記露出制御パラメータを決定することが、
前記タスク物体および前記再構成アルゴリズムに基づく少なくとも１つの重み係数を決定することと、
前記少なくとも１つの重み係数および前記タスクベースのＩＱメトリックを使用して前記露出制御パラメータを計算することと、
を含む、実施態様１に記載のＣＴ撮像システム（１００、２００）。
［実施態様５］
前記少なくとも１つの処理ユニット（１１０、２１６）が、前記Ｘ線ビーム（１０６、２０６）を生成するように前記Ｘ線源（１０４、２０４）に指示するよう構成される自動露出制御（ＡＥＣ）エンジン（２１３）を含み、前記露出制御パラメータが、画像ノイズまたは放射線量パラメータの少なくとも一方に対して指定された関係を有し、前記方法はさらに、前記露出制御パラメータを、前記ＡＥＣエンジン（２１３）によって受信されるように構成される異なる露出制御パラメータに変換することを備える、実施態様１に記載のＣＴ撮像システム（１００、２００）。
［実施態様６］
前記タスクベースのＩＱメトリックが検出可能性指数を使用して決定され、前記検出可能性指数が、前記ＣＴ撮像システム（１００、２００）の空間解像度（ＭＴＦ）およびノイズ特性（ＮＰＳ）ならびに前記タスク物体の空間周波数成分を組み合わせるタスクベースの周波数依存信号対ノイズ比（ＳＮＲ）メトリックである、実施態様１に記載のＣＴ撮像システム（１００、２００）。
［実施態様７］
前記ＩＱ基準が、ノイズ標準偏差または基準管電流積の少なくとも一方を含む、実施態様６に記載のＣＴ撮像システム（１００、２００）。
［実施態様８］
前記タスクベースのＩＱメトリックを決定するために受信される前記オペレータ入力が、所望の全体的な画質を有する基準画像を含み、前記少なくとも１つの処理ユニット（１１０、２１６）が、前記プログラム命令を実行する場合に、前記基準画像を使用して前記タスクベースのＩＱメトリックを決定するよう構成される、実施態様１に記載のＣＴ撮像システム（１００、２００）。
［実施態様９］
前記タスクベースのメトリックが、前記臨床タスクに対する前記ＣＴ撮像システム（１００、２００）の変調伝達関数（ＭＴＦ）と、前記ＣＴ撮像システム（１００、２００）のノイズパワースペクトル（ＮＰＳ）と、前記臨床タスクに対する前記ＣＴ撮像システム（１００、２００）の周波数成分（Ｗ）とに基づく、実施態様８に記載のＣＴ撮像システム（１００、２００）。
［実施態様１０］
方法（３００、５００）であって、
修正システム特徴およびタスク物体を有する臨床タスクを含むオペレータ入力を受信するステップと、
タスクベースの画質（ＩＱ）メトリックを決定するためのオペレータ入力を受信するステップであって、前記タスクベースのＩＱメトリックが前記臨床タスクを実行するための画像データの所望の全体的な画質を表し、前記画像データが基準システム特徴を使用して取得され、前記基準システム特徴および前記修正システム特徴が同じタイプの特徴であり、再構成アルゴリズムまたはスキャンパラメータを含む、ステップと、
前記タスク物体、前記修正システム特徴、および前記タスクベースのＩＱメトリックに基づいて、露出制御パラメータを決定するステップと、
ＣＴスキャンの間に前記Ｘ線ビーム（１０６、２０６）を生成するよう前記Ｘ線源（１０４、２０４）に指示するステップであって、前記ＣＴスキャンの間の前記管電流または前記管電位の少なくとも一方が前記露出制御パラメータの関数である、ステップと、
を備える、方法（３００、５００）。
［実施態様１１］
前記露出制御パラメータを決定するステップが、
前記タスク物体および前記再構成アルゴリズムに基づく少なくとも１つの重み係数を決定するステップと、
前記少なくとも１つの重み係数および前記タスクベースのＩＱメトリックを使用して前記露出制御パラメータを計算するステップと、
を含む、実施態様１０に記載の方法（３００、５００）。
［実施態様１２］
前記タスクベースのＩＱメトリックを決定するために受信される前記オペレータ入力が、所望の全体的な画質を有する数値または基準画像の少なくとも一方を含み、前記露出制御パラメータが、前記タスクベースの品質メトリックと、前記臨床タスクのための前記ＣＴ撮像システム（１００、２００）の変調伝達関数（ＭＴＦ）と、前記ＣＴ撮像システム（１００、２００）のノイズパワースペクトル（ＮＰＳ）と、前記臨床タスクのための前記ＣＴ撮像システム（１００、２００）の周波数成分（Ｗ）とに基づく、実施態様１０に記載の方法（３００、５００）。
［実施態様１３］
前記タスクベースのＩＱメトリックが第１のＣＴ撮像システム（１００、２００）によって取得され、前記基準システム特徴が、前記第１のＣＴ撮像システム（１００、２００）によって使用され、前記修正システム特徴が、第２のＣＴ撮像システム（１００、２００）によって使用されるように構成され、前記露出制御パラメータを決定するステップが、前記第２のＣＴ撮像システム（１００、２００）のための前記露出制御パラメータを決定するステップを含む、実施態様１０に記載の方法（３００、５００）。
［実施態様１４］
コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像システム（１００、２００）であって、
Ｘ線ビーム（１０６、２０６）を発生させながら管電流および管電位で動作するように構成されるＸ線源（１０４、２０４）と、
人（２１１）の投影データを収集するように構成されるＣＴ検出器（１０８、２０８）と、
メモリに記憶されるプログラム命令を実行するように構成される少なくとも１つの処理ユニット（１１０、２１６）であって、前記プログラム命令を実行する場合に、前記少なくとも１つの処理ユニット（１１０、２１６）が、
タスク物体を有する臨床タスク、基準システム特徴、修正システム特徴、および目標画質（ＩＱ）基準を含むオペレータ入力を受信することであって、前記目標ＩＱ基準が前記基準システム特徴を使用して取得可能な許容可能な画質を表し、前記基準システム特徴および前記修正システム特徴が同じタイプの特徴であり、再構成アルゴリズムまたはスキャンパラメータを含む、ことと、
前記タスク物体、前記基準システム特徴、および前記目標ＩＱ基準に基づいてタスクベースのＩＱメトリックを決定することと、
前記タスクベースのＩＱメトリック、前記タスク物体、および前記修正システム特徴に基づいて調整ＩＱ基準を決定することと、
ＣＴスキャン中に前記Ｘ線ビーム（１０６、２０６）を生成するよう前記Ｘ線源（１０４、２０４）に指示することであって、前記ＣＴスキャンの間の前記管電流および前記管電位の少なくとも一方が前記調整ＩＱ基準の関数である、ことと、
を実行するよう構成される、少なくとも１つの処理ユニット（１１０、２１６）と、
を備える、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像システム（１００、２００）。
［実施態様１５］
前記少なくとも１つの処理ユニット（１１０、２１６）が、前記調整ＩＱ基準を受け取り、前記調整ＩＱ基準に基づいて前記Ｘ線ビーム（１０６、２０６）を生成するように前記Ｘ線源（１０４、２０４）に指示するよう構成される自動露出制御（ＡＥＣ）エンジン（２１３）を含む、実施態様１４に記載のＣＴ撮像システム（１００、２００）。
［実施態様１６］
前記ＡＥＣエンジン（２１３）が、前記調整ＩＱ基準を使用して管電流変調（ＴＣＭ）プロファイルを決定し、前記ＴＣＭプロファイルが前記Ｘ線源（１０４、２０４）の異なる角度位置および長手方向位置に対して前記ＣＴスキャン中にそれぞれの管電流を規定し、前記Ｘ線ビーム（１０６、２０６）を生成するために前記Ｘ線源（１０４、２０４）に指示することが、前記ＴＣＭプロファイルに従って前記Ｘ線ビーム（１０６、２０６）を生成するように前記Ｘ線源（１０４、２０４）に指示することを含む、実施態様１５に記載のＣＴ撮像システム（１００、２００）。
［実施態様１７］
前記基準システム特徴および前記修正システム特徴が、（ａ）異なる再構成アルゴリズムまたは（ｂ）異なる管電位のいずれかである、実施態様１４に記載のＣＴ撮像システム（１００、２００）。
［実施態様１８］
前記修正システム特徴の前記再構成アルゴリズムが、反復再構成技術を含む、実施態様１７に記載のＣＴ撮像システム（１００、２００）。
［実施態様１９］
前記目標ＩＱ基準が、（ａ）医用画像内の相対的なノイズ量を表すノイズ指数、（ｂ）所望の画質を有する基準医用画像、（ｃ）管電流−時間積をらせん状ピッチ値で割ったものを表す基準ｍＡｓ、の少なくとも１つを含む、実施態様１４に記載のＣＴ撮像システム（１００、２００）。
［実施態様２０］
前記調整ＩＱ基準が、変調伝達関数（ＭＴＦ）、ノイズパワースペクトル（ＮＰＳ）、および周波数成分（Ｗ）に基づく、実施態様１４に記載のＣＴ撮像システム（１００、２００）。
【符号の説明】
【０１５７】
１００  コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像システム
１０２  ガントリ
１０４  Ｘ線源
１０６  Ｘ線ビーム、Ｘ線、Ｘ線放射線
１０８  ＣＴ検出器
１１０  少なくとも１つの処理ユニット
２００  ＣＴ撮像システム
２０２  ガントリ
２０４  Ｘ線源
２０６  Ｘ線ビーム
２０７  回転中心
２０８  ＣＴ検出器
２０９  検出器要素
２１０  Ｘ線コントローラ
２１１  人
２１２  ガントリモータコントローラ
２１３  自動露出制御（ＡＥＣ）エンジン
２１４  データ取得システム（ＤＡＳ）
２１５  発電機
２１６  処理ユニット、コンピューティングシステム
２１８  記憶システム
２２０  オペレータコンソール
２２１  入力デバイス
２２４  画像保管通信システム（ＰＡＣＳ）
２２６  テーブルモータコントローラ
２２８  電動テーブル
２３０  画像再構成器
２３２  ディスプレイ
２４０  リモートシステム
３００  方法
３１４  第１の動作
３１５  データベースアレイ
３１７  データベース
５００  方法
５１５  データベースアレイ
５１７  データベース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【外国語明細書】
2019209107000001.pdf