(57)【要約】【課題】トモシンセシスシステムにおいて収集及び処理パラメータのうちの少なくとも１つを規定するための方法及びシステムを提供する。【解決手段】トモシンセシス撮像システム（２００）において複数の収集及び処理パラメータのうちの少なくとも１つを規定するための方法（３００）は、ユーザに対して再構成画像の少なくとも１つの所望の特性を迅速かつ容易に指定することを可能にさせるユーザインタフェースを提供する工程（３１０）を含む。このユーザ指定の画像特性に基づいて、そのトモシンセシス撮像システムに関する収集パラメータ及び処理パラメータの所望の組の少なくとも１つが自動的に規定される（３２０）。ユーザインタフェース（２２２）はユーザインタフェース（２２２）を用いてユーザが指定した画像特性に基づいて収集及び処理パラメータを導出するためにプロセッサ（２２４）と対話する。【選択図】図２
2008114064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トモシンセシス撮像システムにおいて複数の収集及び処理パラメータのうちの少なくとも１つを規定する方法であって、
ユーザに対して再構成画像の少なくとも１つの特性の指定を可能とさせるためのユーザインタフェースを提供する工程（３１０）と、
前記ユーザインタフェースを用いて指定された少なくとも１つの画像特性に基づいてトモシンセシス撮像システムに関する複数の収集及び処理パラメータのうちの少なくとも１つを規定する工程（３２０）と、
を含む方法。
【請求項２】
前記ユーザインタフェースは、ユーザが指定値としてまたは所望の値域内のある値として少なくとも１つの画像特性を指定することを可能とさせるためのビジュアルインタフェースとなるように構成されている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ユーザインタフェースは、ユーザに対してその相対的重要度に基づいた複数の画像特性の指定を可能とさせるように構成されており、該画像特性は再構成画像特性並びに患者及び検査に特異的な解剖学特性を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記再構成画像特性は、スライス厚、リップルアーチファクトレベル、画像ノイズレベル、運動アーチファクト及び撮像域からなる群より選択され、かつ前記解剖学特性は、身体部位厚、リップルアーチファクトを生じさせる高コントラスト構造（天然構造と移植構造の両方）、解剖学密度、及びスキャン方向からなる群より選択される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ユーザインタフェースはさらに、ユーザに対して複数の収集及び処理パラメータのうちの少なくとも１つの指定を可能とさせるように構成されている、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記規定の工程（３２０）は、前記ユーザインタフェースが、前記ユーザ指定の画像特性に基づいて前記複数の収集及び処理パラメータのうちの少なくとも１つを導出するように構成されたプロセッサと対話する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記規定の工程（３２０）はさらに、前記プロセッサが、前記画像特性と前記収集及び処理パラメータとの関係を保存するように構成されたデータベースと対話する工程を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記規定の工程（３２０）は、ユーザ指定の画像特性に基づいて少なくとも１つの収集パラメータを導出する工程であって該収集パラメータはＸ線源掃引角度、投影数、投影ごとの線量、総線量、Ｘ線照射時間、コリメーションを含む収集パラメータ導出工程と、ユーザ指定の画像特性に基づいて少なくとも１つの処理パラメータを導出する工程であって該処理パラメータは再構成フィルタ、スライスピッチ、エッジ強調、ノイズ低減、再構成画像数、再構成画像の平均化または合成を含む処理パラメータ導出工程と、を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
画像を提供するためのイメージャ（２３０）と、
ユーザに対して再構成画像の少なくとも１つの特性の指定を可能とさせるためのユーザインタフェース（２２２）と、該ユーザインタフェース（２２２）に結合させたプロセッサ（２２４）と、を備えたコンピュータ（２２０）であって、該プロセッサは少なくとも１つのユーザ指定の画像特性に基づいて前記イメージャ（２３０）向けに複数の収集及び処理パラメータのうちの少なくとも１つを規定するようにプログラムされているコンピュータ（２２０）と、
を備えるトモシンセシスシステム（２００）。
【請求項１０】
前記プロセッサ（２２４）はさらに前記画像特性と前記収集及び処理パラメータとの間の関係を有するデータベースを保存するように構成されたメモリ（２２６）を備える、請求項９に記載のトモシンセシスシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は全般的には撮像システムに関し、さらに詳細にはトモシンセシスシステムにおいて収集及び処理パラメータのうちの少なくとも１つを規定するための方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の断層撮像法では、関心対象面内に位置させたピボット点の周りでＸ線源と検出器が同期して互いに反対方向に連続して動かされる。この断層撮像手順は、他の面からの寄与をぼかすことによって所望の面の画像すなわち断層像を作成している。ディジタルトモシンセシス（ＤＴＳ）は１回の断層撮像収集の間に収集した画像の内部に包含される情報に基づいて断層撮像面の再構成を可能にさせる限定角度撮像（ｌｉｍｉｔｅｄ  ａｎｇｌｅ  ｉｍａｇｉｎｇ）技法である。その各々を異なる投影角度とした対象物の２次元（２Ｄ）画像の組が取得され、これから１つの３次元（３Ｄ）画像が作成される。３Ｄ画像を作成するためには、逆投影技法が用いられるのが通常である。ディジタルトモシンセシスは、ディジタル放射線撮像で典型的に使用される大面積ディジタル検出器を用いて患者の３Ｄ撮像を可能とさせる新たな撮像技法である。３Ｄデータは、患者を通過するその各々が検出器面と平行であるような多数のスライスの形態で作成される。この収集は、１８０度未満（典型的には、２０〜４０度）の角度範囲をカバーするような多数の投影からなる。
【０００３】
トモシンセシス撮像の利点は理論的によく知られており、乳房トモシンセシスなどの用途を明瞭に確認することができる。しかしその他の身体部位については、科学者や放射線医でこの新規の撮像技法の臨床応用可能性について完全に理解している者はいない。このため、臨床医、科学者及び設計者が研究所と臨床施設の両方において新たな臨床応用を検討することになる実験期間は長期化する可能性が高い。収集の複雑さの増大のために、トモシンセシス画像収集の指定に要するパラメータはかなりの数になる。標準的な放射線検査に関して調整できるような同様のパラメータのすべて（例えば、ｋＶｐ、ｍＡ、照射時間、コリメーション、撮像域、線量、収集後の画像処理、など）に加えて、トモシンセシスでは、トモシンセシスに特有の多くの収集及び処理パラメータ（例えば、投影数、投影ごとの線量、掃引角度、総線量、投影間での角度増分、再構成アルゴリズム、再構成「カーネル」すなわちフィルタ、など）を指定することが必要である。これらのパラメータのすべては、ノイズ、スライス厚（ｚ分解能）、リップルアーチファクトの波及、焦点深度、撮像域、読み取りを要するスライスの数、その他を含む再構成スライスの特質に大きな影響を与える。関係する複雑さが極めて明白であるため、トモシンセシスシステムのユーザまたはオペレータがトモシンセシス技法の物理学及び幾何学的複雑さに対する理解を要することなく臨床要件に基づいて所望の収集及び処理パラメータを選択できるようにさせる単純なツールを提供することに対する必要性が存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、ユーザがトモシンセシス技法の複雑さを理解したりこれに関与することを必要とせずに、所望の収集及び処理パラメータを間接的に選択できるようにしたユーザインタフェースを提供できることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書は上述の短所、欠点及び問題に対処するものであり、これらは明細書の以下を読みかつ理解することにより理解できよう。
【０００６】
本発明は、トモシンセシス撮像システムにおいて複数の収集及び処理パラメータのうちの少なくとも１つを規定する方法を提供する。本方法は、ユーザに対して再構成画像の少なくとも１つの特性の指定を可能とさせるためのユーザインタフェースを提供する工程と、ユーザインタフェースを用いて指定された少なくとも１つの画像特性に基づいてトモシンセシスシステムに関する複数の収集及び処理パラメータのうちの少なくとも１つを規定する工程と、を含む。一実施形態では、そのユーザインタフェースは、ユーザに対して１つまたは複数の画像特性の選択を可能とさせるビジュアルインタフェースとなるように構成される。このユーザインタフェースは、ユーザ指定の画像特性に基づいて所望の収集及び処理パラメータを導出するようにプロセッサと対話する。一実施形態ではその画像特性は、再構成画像特性と解剖学特性の両方を含む。
【０００７】
別の実施形態では、ユーザに対して複数の収集及び処理パラメータのうちの少なくとも１つの間接的な選択を可能とさせるためのユーザインタフェースを備えたトモシンセシスシステムを提供する。本システムは、画像を提供するためのイメージャと、ユーザに対して再構成画像の少なくとも１つの特性の指定を可能とさせるためのユーザインタフェースと該ユーザインタフェースに結合させている少なくとも１つのプロセッサを含んだコンピュータであって該プロセッサはユーザ指定の画像特性に基づいてイメージャに対する複数の収集及び処理パラメータのうちの少なくとも１つを規定するようにプログラムされているコンピュータと、を備える。
【０００８】
さらに別の実施形態では、トモシンセシス撮像システムにおいて複数の収集パラメータのうちの少なくとも１つを選択するために１つまたは複数のコンピュータ読み取り可能媒体上に設けられたコンピュータプログラムを開示する。本コンピュータプログラムは、ユーザに対して再構成画像の少なくとも１つの特性の選択を可能にさせるユーザインタフェースを提供するためのルーチンと、ユーザ指定の画像特性に基づいて複数の収集及び処理パラメータのうちの少なくとも１つを規定するためのルーチンと、を含む。該複数の収集及び処理パラメータのうちの少なくとも１つを規定するためのルーチンは、ユーザから再構成画像特性と解剖学特性の両方を含んだ少なくとも１つの画像特性を取得するためのルーチンを備える。該収集または処理パラメータのうちの少なくとも１つを規定するためのルーチンはさらに、収集パラメータ及び処理パラメータに関する画像特性間の関係を保存しているデータベースを用いて収集及び処理パラメータのうちの少なくとも１つを導出するためのルーチンを備える。
【０００９】
本発明の別の様々な特徴、目的及び利点は、添付の図面及びその詳細な説明から当業者には明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下の詳細な説明では、本明細書の一部を形成すると共に、実施可能な特定の実施形態を一例として図示している添付の図面を参照することにする。これらの実施形態は、当業者が実施形態を実現できるように十分に詳細に記載しており、さらにこれら実施形態の趣旨を逸脱することなく、別の実施形態が利用されることがあり得ること、並びに論理的、機械的、電気的その他の変更が実施されることがあり得ること、を理解すべきである。以下の詳細な説明はしたがって、本発明の範囲を限定するものと取るべきではない。
【００１１】
様々な実施形態について、トモシンセシス撮像システムにおいて複数の収集及び処理パラメータのうちの少なくとも１つを規定する方法を提供する。この方法は、ユーザインタフェースを用いてユーザが指定した再構成画像の少なくとも１つの特性に基づいて所望の収集及び処理パラメータのうちの少なくとも１つを規定するようにプログラムされるようにしたユーザインタフェースを提供することによって実現される。以下に記載する方法及びシステムは、収集パラメータと処理パラメータのうちの少なくとも一方、あるいはこれら両タイプのパラメータの組み合わせを、１つまたは複数のユーザ指定の画像特性に基づいて規定することが可能であることに留意すべきである。
【００１２】
本明細書では特にトモシンセシス撮像用途に関連して本技法について記載しているが、本発明はこの用途や環境あるいはある特定の用途や環境に限定されるものではないことに留意すべきである。しかしながら本技法は、任意のディジタル式トモシンセシスデバイスにおいて、並びに乳房撮像、胸部放射線撮像、手荷物及び小包の取扱い及び検査、部品検査及び品質管理、その他（ただしこれらに限らない）など広範な用途で利用されることがある。
【００１３】
一実施形態では本発明は、ユーザに対して収集または処理パラメータのうちの少なくとも１つの指定を可能にするトモシンセシスシステムを提供する。この収集及び処理パラメータは、ユーザが提供されたユーザインタフェースの支援を受けて指定できる画像特性に基づいて自動的に選択される。一実施形態ではその画像特性は、再構成画像特性と患者や検査に特異的な解剖学特性の両者を含む。
【００１４】
様々な実施形態において本発明は、所望のトモシンセシススキャンに関して複数の収集及び処理パラメータのうちの少なくとも１つを決定するために使用されるツールを提供する。ユーザは、スキャンしようとする解剖構造及び希望する出力画像特性に関する情報の入力を促される。ユーザはさらに、これらの所望の出力特性の各々に関する重要度レベルを指定することが可能である。この情報に基づいてツールは、指定用途に関する撮像収集及び処理パラメータのうちの少なくとも１つに関する最適組を計算することになる。一実施形態では本発明は、トモシンセシスシステムにおいてユーザが指定した所望の画像特性に基づいて所望の収集及び処理パラメータのうちの少なくとも１つを選択するための方法を提供する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態によるトモシンセシスの方法の概要図を表している。トモシンセシスは、制限された角度にわたって収集した低線量投影画像組から対象物の任意の数の断層撮像面を遡及的に再構成することが可能なＸ線写真の高度撮像応用の１つである。ディジタルトモシンセシスは対象物の２次元（２Ｄ）投影画像からの３次元（３Ｄ）画像の再構成である。ディジタル式トモシンセシスシステム１００は、Ｘ線源１１０と、ディジタル検出器とした２Ｄ  Ｘ線検出器１３０と、を備える。撮像される対象物１２０は、線源１１０と検出器１３０の間に配置させる。典型的なディジタル式トモシンセシスシステムでは、データ収集中にガントリ（図示せず）によってＸ線源１１０をピボット点の周りである制限された角度レンジにわたる弓状に回転させ、Ｘ線源１１０の離散的箇所で検出器１３０によって対象物の投影放射線写真の組が収集される。収集中にＸ線源１１０は、図１に図示した方向に沿って移動すると共に、収集中にＸ線ビームが常に検出器の方向を向くように同期して回転する。放射線写真が収集される間において、検出器は静止位置に維持される。さらに線源１１０は検出器１３０と実質的に平行な焦点面１４０の内部で動かされるのが典型的である（ただし、線源１１０が単一面の外部で動かされることもあり得る）。したがって、異なるビュー角度から複数の放射線写真像が検出器１３０によって収集されることがある。
【００１６】
一実施形態では、単一の線源が設けられると共に、Ｘ線源によって単一の「掃引」の間に複数の投影角度から複数の照射が発せされる。トモシンセシススキャンの間に患者は検出器面の近くに立たせている。単一の壁面スタンドスキャンにおける投影の数は３０〜６０の範囲となる。その掃引角度は焦点面を基準として、最初の投影焦点から最後の投影焦点までの角度であり、この値は典型的には３０〜５０度の範囲となる。具体的なある用途ではその含む投影数が３０未満や６０を超えるなど別の数になり得ることに留意すべきである。さらに、異なる掃引角度が用いられることがあることに留意されたい。
【００１７】
検出器１３０は一般に複数の検出器素子によって形成されており、またこれらの検出器素子はある関心領域内またはその周辺を通過したＸ線の強度を検知する画素に対応する。介在する構造に関するＸ線の減衰及び吸収に応じて、各画素領域に当たる放射線は異なることになる。各検出器素子は、その素子の検出器上の位置におけるＸ線強度ビームを表した電気信号を発生させる。
【００１８】
投影放射線写真が取得された後、次いでこれらは互いに対して空間的に平行移動させると共に、トモシンセシス面内の構造の像が正確に重なるようにして重ね合わされる。トモシンセシス面の外部にある構造の像は正確に重ならないため、これらの構造には深度依存のぼけが生じる。投影放射線写真を相対的に平行移動させる量を変更することによって、対象物内部においてトモシンセシス面の箇所を変更することが可能となる。トモシンセシス面を変更するごとに、重ね合わせた構造に対応する画像データが重ね合わされると共に、トモシンセシス面における構造の２Ｄ画像が取得される。対象物の２Ｄ画像の全体組を取得し終えた後、この２Ｄ画像組から対象物の３Ｄ画像が作成される。
【００１９】
図２は、本発明の一実施形態において記載したような少なくとも１つの収集及び／または処理パラメータを選択するためのユーザインタフェースの実現を可能とさせた撮像システム２００を表した図である。撮像システム２００は、投影画像データを収集及び処理するために、並びに撮像対象物を表すボリュメトリック画像すなわち３Ｄ画像を再構成するために使用することができる。図示した実施形態では撮像システム２００は、投影画像データを収集すること、並びに本技法に従ってディスプレイ向けに画像データを処理し再構成画像の品質に関する様々な収集パラメータの影響を解析すること、の両方を行うように設計されたトモシンセシスシステムである。図２に図示した実施形態では、ユーザまたはオペレータ２１０はトモシンセシスシステム２００と対話してこれを動作させる。トモシンセシスシステム２００はコンピュータ２２０及びイメージャ２３０を含む。
【００２０】
一実施形態では、コンピュータ２２０は、所望の用途について希望する所望の臨床的に重要な画像特性をトモシンセシスシステムを制御する基礎的なパラメータに変換できるようにすることによってトモシンセシス収集及び処理に関するパラメータの迅速な選択を可能とさせるように設計されている。トモシンセシスシステムの動作性能に対する幅広い特徴付けを通じて、再構成画像に関する所望の指定を要求された収集及び／または処理パラメータに変換することが可能である。一実施形態では本技法は、要求される掃引角度、投影数、投影ごとの線量などの収集パラメータ、かつ／または再構成フィルタ、スライスピッチ、エッジ強調、ノイズ低減、再構成画像数、再構成画像の平均化または合成などの処理パラメータを規定するあるいはこれに影響を与えるようなソフトウェアツールまたはアルゴリズムを使用することを通じて実現される。
【００２１】
上で言及した特徴を実現するためにコンピュータ２２０には、所望の収集及び／または処理パラメータを選択するためのユーザ２１０と対話するユーザインタフェース２２２が設けられている。ユーザインタフェース２２２は、ユーザ２１０に対して再構成画像の少なくとも１つの特性の選択を可能にさせるビジュアルインタフェースである。この画像特性は、スライス厚、リップルアーチファクト、画像ノイズレベル、運動アーチファクト、撮像域などの再構成画像特性と、身体部位厚、リップルアーチファクトを生成する高コントラスト成分、解剖学密度、スキャン方向などの解剖学特性と、を含むが、当業者であれば画像特性はこれらに限定されないことを理解されよう。この解剖学特性は患者特異的または検査特異的とすることがある。コンピュータ２２０はさらに、ユーザ指定の画像特性に基づいて収集及び／または処理パラメータを導出するためのプロセッサ２２４を備える。プロセッサ２２４にはさらに、データベースを保存するためのメモリ２２６が設けられている。このデータベースは、収集及び／または処理パラメータに関する画像特性間の様々な関係を保存する。ユーザインタフェース２２２はさらに、データベース内に保存された関係並びにユーザインタフェース２２２から受け取った画像特性に基づいて所望の収集及び／または処理パラメータを導出するためにプロセッサ２２４と対話するように構成されている。様々な収集パラメータは、Ｘ線源掃引角度、投影数、投影ごとの線量、総線量、Ｘ線照射時間あるいはコリメーションを含むことがあり、また処理パラメータは、再構成フィルタ、スライスピッチ、エッジ強調、ノイズ低減、再構成画像数、再構成画像の平均化または合成を含むことがある。
【００２２】
イメージャ２３０は、放射線源２３２、検出器２３４及び制御デバイス２３６を含む。放射線源２３２は典型的には、トモシンセシスにおけるＸ線放射を発生させており、また線源２３２は撮像対象物を基準として自由に移動可能である。この例示的な実施形態では、Ｘ線放射源２３２は典型的には、Ｘ線管と、関連する支持及びフィルタ構成要素と、を含む。しかしある種のシステムでは、複数の放射線源が利用されることがある。線源２３２が放出した放射ストリームは例えば医学的用途では患者であるような対象物（図示せず）に当てられる。この放射線の一部分は対象物内またはその周囲を通過して検出器２３４に当たる。検出器２３４は、入射Ｘ線ビーム強度を表した電気信号を発生させる検出器素子アレイを備える。これらの信号が収集され処理されて、対象物内部のフィーチャに関するボリュメトリック画像すなわち３Ｄ画像が再構成される。
【００２３】
一実施形態ではその検出器２３４はアモルファスシリコン・フラットパネルディジタルＸ線検出器である。しかし検出器２３４は、電荷結合素子（ＣＣＤ）、ディジタル化フィルム、直接変換検出器などの別のディジタル検出器（ただし、これらに限らない）を含めディジタル投影画像を提供する任意のＸ線検出器とすることができる。一実施形態では、検出器の出力は、検出器から受け取った複数の信号を処理するためにコンピュータ２２０に供給され、複数の投影画像が作成されることがある。
【００２４】
線源２３２は、対象物及び検出器２３４を基準とした線源２３２の位置決めを含むトモシンセシス検査シーケンスのためにパワー信号と制御信号の両方を与えている制御デバイス２３６により制御を受ける。さらに検出器２３４は制御デバイス２３６に結合されており、この制御デバイス２３６は検出器２３４内で発生した信号の収集を指令している。制御デバイス２３６はさらに、ダイナミックレンジの初期調整、ディジタル画像データの交互配置、その他のためなど、様々な信号処理及びフィルタ処理機能を実行することがある。一般に、制御デバイス２３６は、検査プロトコルを実行し収集したデータを処理するように撮像システム２００の動作を指令している。
【００２５】
一実施形態ではその制御デバイス２３６はさらに、汎用のあるいは特定用途向けのディジタルコンピュータに基づくのが典型的であるような信号処理回路と、コンピュータが実行するプログラム及びルーチン並びに構成パラメータ及び画像データを保存するための付属のメモリ回路と、インタフェース回路と、その他と、を含むことがある。
【００２６】
一実施形態ではその制御デバイス２３６は、コンピュータ２２０から命令を受け取る。コンピュータ２２０のプロセッサ２２４は、ユーザインタフェース２２２を介して受け取ったユーザ指定の画像特性に基づいて所望の収集及び／または処理パラメータを選択することになる。規定された収集及び／または処理パラメータに基づいてコンピュータ２２０は、制御デバイス２３６に命令を送ることになる。受け取った命令に基づいて制御デバイス２３６は、所望の収集及び／または処理パラメータを実現するように線源２３２や検出器２３４を制御することになる。制御デバイス２３６は、線源の向き、照射時間、コリメーション、撮像域、投影ごとの線量、総照射線量、投影数、投影間での角度増分、掃引角度、その他（ただし、必ずしもこれに限らない）を制御することがある。
【００２７】
一実施形態ではそのトモシンセシスシステムには、撮像対象に対する放射線照射を最小化するためにコリメータが設けられている。コリメータ（図示せず）は必要に応じて患者や対象物の前側に配置させることも後ろ側に配置させることもある。一般にディジタルトモシンセシスでは患者前置コリメーションが使用される。このコリメータは、Ｘ線源から出るＸ線ビームのサイズ及び形状を規定することがある。このコリメータによって、不用な放射線をできる限り回避できるように投影画像の撮像域（ＦＯＶ）が規定されることは明らかである。制御デバイス２３６は、コンピュータ２２０から受け取った命令に基づいて画像の撮像域を制御するコリメータの動作並びに該画像に対するコリメーションの効果を制御することがある。
【００２８】
一実施形態ではその制御デバイス２３６は、コンピュータ２２０から受け取った命令に基づいて、ノイズ、スライス厚（ｚ分解能）、リップルアーチファクトの波及、焦点深度、撮像域、読み取りを要するスライスの数、あるいは適当な再構成アルゴリズムを含む再構成スライスの性質を制御するために検出器を制御することがある。
【００２９】
一実施形態ではそのユーザインタフェース２２２は、制御デバイス２３６と一体の部分として設けられることがある。
【００３０】
一実施形態では、そのイメージャ２３０がコンピュータ２２０に結合されている。コンピュータ２２０はイメージャ２３０の動作を制御ための制御デバイスの役割を果たすことがある。コンピュータ２２０は、制御デバイス２３６を用いずにイメージャ２３０の動作を制御するために制御信号を直接発生させることがある。
【００３１】
一実施形態ではそのユーザインタフェース２２２は、ユーザに対してリストされた画像特性からの選択を可能とさせるビジュアルインタフェースである。このビジュアルインタフェースは、異なる画像特性、解剖学特性、その他を表示することが可能である。一実施形態ではそのユーザインタフェースは、幾つかの事前定義のテンプレートを有するように構成させることがある。例えばユーザが画像特性の選択を希望しない場合、異なる解剖学及び／または異なる画像特性向けの幾つかの所望のテンプレートを存在させ、これによってユーザに対してビジュアルインタフェース上で利用可能なテンプレートのうちの１つの選択を可能とさせている。例えばユーザが手の画像を取得しようとする場合、ユーザが別の任意の指定要件を有していなければユーザが選択可能な手部向けの幾つかの標準テンプレートを存在させることができる。一実施形態ではそのユーザインタフェースは、画像特性、解剖学特性、並びに収集及び／または処理パラメータを選択するために複数のインタフェースキーを有する。このインタフェースキーはタッチスクリーンディスプレイやボタンなどのソフトキーであり、使用頻度に応じてビジュアルインタフェース上に自動的に出現するように構成させることがある。
【００３２】
一実施形態では、プロセッサ２２４のメモリ２２６は、画像特性及び／または解剖学特性の収集及び処理パラメータとの様々な関係と一緒に保存されたデータベースを有する。このデータベースは、異なる画像特性と収集及び処理パラメータとの間の複雑な連係を含んでおり、また理論的解析並びに非人間型ファントームや人間型ファントームに対する多数組の実験を用いて確定されている。プロセッサ２２４はさらに、コンピュータ２２０から受け取った命令、データベース内に保存された関係に基づくパラメータ、並びにユーザ操作に応答してユーザインタフェース２２２から受け取った所望の画像特性に基づいて所望の収集を導出するように構成されている。
【００３３】
一実施形態ではそのユーザインタフェース２２２は、収集や処理パラメータのトレードオフを均衡させるために画像の出力特性に対する重み及びその重要度を設定するアルゴリズムの使用を通じてプロセッサ２２４と対話することになる。例えばある特定の用途においてスライス厚の薄層化と比べてリップルアーチファクトの抑制がより重要であった場合、バックエンドによってより小さい掃引角度が計算されることになる。低画像ノイズが極めて重要であれば、線量を増加させることになる。その解剖構造の全体厚さが薄い（例えば、手首や手部は胸部と比べて身体部位厚がより薄い）場合、使用する投影数をより少なくすることになる。
【００３４】
トモシンセシスシステムで使用することがある画像特性、解剖学特性及び収集パラメータのうちの幾つか、並びにこれらの相互関係について、以下に示すように表形式にまとめて記載している。
【００３５】
【表１】
2008114064.tif 000003
一実施形態ではそのユーザインタフェース２２２には、様々な解剖学特性を選択するオプションが設けられている。この解剖学特性はユーザによる手作業で選択されることがある。別法としてその解剖学特性は、ユーザインタフェース２２２上に設けられた様々なテンプレートから選択されることがある。さらに一実施形態ではそのユーザインタフェース２２２は、撮像対象物を検出することがあり、また該対象物の解剖学特性を自動的に選択することがある。
【００３６】
一実施形態ではそのユーザインタフェース２２２には、ユーザが実際にデータベースと対話することなく指定し得る収集パラメータのリストが設けられることがある。例えば熟練の放射線医が画像特性の指定を伴わずにある収集パラメータを指定したいと希望する場合に、ユーザインタフェースのフロントエンドから必要な収集パラメータを選択することができる。
【００３７】
一実施形態ではそのユーザインタフェース２２２には、ユーザが実際にデータベースと対話することなく指定し得る処理パラメータのリストが設けられることがある。例えば熟練の放射線医が画像特性の指定を伴わずにある処理パラメータを指定したいと希望する場合に、ユーザインタフェースのフロントエンドから必要な処理パラメータを選択することができる。この処理パラメータは、再構成フィルタ、スライスピッチ、エッジ強調、ノイズ低減、再構成画像数、再構成画像の平均化または合成を含むことがある。
【００３８】
一実施形態では、ユーザは収集パラメータを収集中に選択することが許可されている。このことは、ユーザ／臨床医が新たな臨床状態や状況に直面し、必要な画像特性に関する自身の予測に基づいてトモシンセシス収集を最適化したいと考える場合でそのユーザインタフェースを「オンザフライ」ツールとして使用することによって実現される。ただしこの収集パラメータは画像の各スライスの収集前に選択される。
【００３９】
一実施形態ではそのユーザは、少なくとも１つの画像特性を指定値としてまたは所望の値域内のある値として指定する。さらにユーザは、複数の画像特性に関する相対的重要度または有意性を指定することがある。
【００４０】
一実施形態では、ユーザインタフェースに対する入力は得られた画像に取り込まれてアノテーションされると共に、ユーザに対する表示として利用可能である。別の実施形態では、規定された収集及び処理パラメータが得られた画像ファイルにアノテーションされると共に、ユーザに対する表示として利用可能である。
【００４１】
一実施形態ではそのユーザインタフェースは、各検査タイプ（胸部ＡＰ結節（ｎｏｄｕｌｅ）、胸部ＡＰ骨折、手首側面、など）を顧客／ユーザの好みに従って「カスタマイズ」することによって、据付及び顧客への引き渡しの際のツールとして使用することが可能である。
【００４２】
一実施形態では、ユーザに対して様々な連係及び関係を更新してデータベース内に保存する機会が与えられる。ユーザインタフェースはさらに、画像の検討及び画像の評点／ランク付けに関して「フィードバック」が提供されることによって反復的／周期的に使用することができる。次いでデータベースをこの指定顧客フィードバックに適応させることができる。
【００４３】
一実施形態では、トモシンセシス撮像システムにおいて複数の収集パラメータを選択するために１つまたは複数のコンピュータ読み取り可能媒体上に設けられたコンピュータプログラムを提供する。本コンピュータプログラムは、ユーザに対して再構成画像の少なくとも１つの特性の指定を可能とさせるためのユーザインタフェースを提供するためのルーチンと、ユーザ指定の画像特性に基づいて少なくとも１つの収集パラメータ及び処理パラメータを規定するためのルーチンと、を備える。複数の収集パラメータ及び処理パラメータのうちの少なくとも１つを規定するためのルーチンは、ユーザから少なくとも１つの画像特性を取得するためのルーチンを備えており、また該画像特性は、スライス厚、リップルアーチファクト、画像ノイズレベル、運動アーチファクト、撮像域を含む再構成画像特性と、身体部位厚、リップルアーチファクトを生じさせる高コントラスト構造、解剖学密度、スキャン方向を含む解剖学特性と、を含む。複数の収集パラメータ及び処理パラメータのうちの少なくとも１つを規定するためのルーチンはさらに、収集パラメータ及び処理パラメータに関する画像特性の間の関係を保存しているデータベースを用いて収集パラメータ及び処理パラメータのうちの少なくとも１つを導出するルーチンを備える。
【００４４】
図３は、本発明の一実施形態において記載したような所望の収集及び処理パラメータのうちの少なくとも１つを選択する例示的な工程を表した流れ図である。収集及び処理パラメータのうちの所望の少なくとも１つを選択する方法３００について以下で説明することにする。工程３１０では、ユーザに対して再構成画像の少なくとも１つの特性の指定を可能とさせるためのユーザインタフェースが提供される。このユーザインタフェースは、ユーザに対して複数の画像特性の選択を可能にさせるビジュアルインタフェースとなるように構成されている。ユーザは、複数の画像特性のいずれを指定するかに関してユーザインタフェースと対話する。ユーザは、少なくとも１つの画像特性を、指定値としてまたは所望の値域内のある値として指定することがある。ユーザはさらに、複数の画像特性に関する相対的重要度または有意性を指定する。その画像特性は、再構成画像特性及び患者や検査に特異的な解剖学特性を含む。この再構成画像特性は、スライス厚、リップルアーチファクト、画像ノイズレベル、運動アーチファクト及び撮像域からなる群より選択され、またこの解剖学特性は、身体部位厚、リップルアーチファクトを生じさせる高コントラスト構造（天然構造と移植構造の両方）、解剖学密度及びスキャン方向からなる群より選択される。工程３２０では、ユーザインタフェースを用いてユーザが指定した少なくとも１つの画像特性に基づいて、複数の収集及び／または処理パラメータのうちの少なくとも１つが規定される。このユーザインタフェースはプロセッサと対話する。このプロセッサは、ユーザ選択の画像特性を用いて１つまたは複数の収集及び処理パラメータを導出するように構成されている。このプロセッサはデータベースと対話しており、またこのデータベースは収集パラメータ及び処理パラメータに関する画像特性間の関係を保存するように構成されている。この収集パラメータは、Ｘ線源掃引角度、投影数、投影ごとの線量、総線量、Ｘ線照射時間またはコリメーションを含んでおり、またこの処理パラメータは、再構成フィルタ、スライスピッチ、エッジ強調、ノイズ低減、再構成画像数、再構成画像の平均化または合成を含んでいる。
【００４５】
図４は、擬人化胸部ファントームの再構成画像内のリップル型アーチファクトの影響を表した再構成画像を示している。本図は、解剖構造及び収集パラメータに応じてリップルアーチファクトが大きく変動することを示している。
【００４６】
図５Ａ及び５Ｂは、リップル型アーチファクトと撮像対象身体部位厚との関係を表した再構成画像を示している。これらの図は、薄い手部とこれより厚い胸部との比較を通じて身体部位厚がリップルアーチファクトに与える影響を示している。図５Ａは、胸部の再構成画像を表しており、そのアーチファクトの影響は手部の画像を表した図５Ｂに見られる影響と比べてより大きくなっている。これらの図は、同じ投影数及び掃引角度に関する胸部画像再構成と手部画像再構成とを表示させている。胸部画像は極端なリップル型アーチファクトを示している。しかし手部画像はリップルアーチファクトを全く示していない。これらの図におけるリップル型アーチファクトの差は身体部位厚の差に由来する。手部はリップルに影響を受ける程の厚みがない。リップルアーチファクトのレベルは身体部位厚及びコントラストインタフェースに正比例する。リップルアーチファクトの影響は投影密度を増加させることによって制御することができる。投影密度を増加させることには、投影数及び掃引角度を増加させることを含む。
【００４７】
図６Ａ及び６Ｂは、掃引角度とスライス厚の間の関係を示した再構成画像を表している。これらの図は再構成画像内で認識されるスライス厚に対する掃引角度の影響を比較している。図６Ａは、比較的厚いスライス厚で対象物が撮像されるような狭い掃引角度（５度）に関する図であり、一方図６Ｂは、対象物内で撮像される面が極めて薄いようなより広い（４０度）掃引角度に関する図である。この掃引角度は身体部位厚に反比例する。
【００４８】
図７Ａ、７Ｂ、７Ｃ及び７Ｄは、投影密度、掃引角度及びリップルアーチファクトの間の関係を示した再構成画像を表している。投影密度は投影数及び掃引角度を含む。図７Ａ及び７Ｂは、投影数とリップルアーチファクトの関係を示した再構成画像を表している。図７Ａは１回の収集あたり１０投影とした再構成画像を表しており、また図７Ｂは４０投影とした再構成画像を表している。これらの両画像は４０度の掃引角度において撮像されている。これらの図は、収集内の投影数がリップルアーチファクトに逆比例することを示している。
【００４９】
図７Ｃ及び７Ｄは、掃引角度とリップルアーチファクトの間の関係を示した再構成画像を表している。図７Ｃは３０度の掃引角度による再構成画像を示しており、また図７Ｄは５０度の掃引角度による再構成画像を示している。これらの両図において、その投影数は４０に保っている。これにより、掃引角度を増加させるとリップルアーチファクトが減少することが分かる。したがって図７Ａ〜７Ｄは、収集に関する投影密度が所望のアーチファクトレベルに基づいて決まることを示している。
【００５０】
図８Ａ及び８Ｂは、ビーム線量とアーチファクトの間の関係を示した再構成画像を表している。図８Ａは０．４ｍＡ／投影の線量による再構成画像を示しており、また図８Ｂは２．０ｍＡ／投影による再構成画像を示している。これらの図から、線量の増加によってノイズレベルが減少し画像の品質が改善されることが明らかである。しかしビーム強度の線量は、組織密度、患者方向及び身体部位厚によって決定される。
【００５１】
図９は、本発明の一実施形態において記載したようなユーザインタフェースの一例を表している。本図は、ユーザインタフェースの視覚的外観を表している。このユーザインタフェースによってユーザはリストされた再構成画像特性からの選択が可能となる。本図は、インタフェースをその上に表示させる様々なフォーマットの一例である。このビジュアルインタフェースは、画像特性、解剖学特性、収集パラメータその他の選択のために、様々なインタフェースキーやボタンを有することができる。
【００５２】
したがって本発明の様々な実施形態によって、トモシンセシス撮像システムにおける複数の収集及び処理パラメータのうちの少なくとも１つを選択する方法が提供される。本発明の別の実施形態は、効率を向上させかつ複雑さを低減させたトモシンセシス撮像システムを提供する。
【００５３】
本明細書で提供した流れ図はある特定の方法工程順序を示しているが、これらの工程の順序は示したものと異ならせることもあることを理解されたい。さらに２つ以上の工程を同時にあるいは部分的に同時に実施することもある。こうした変形形態も本発明の趣旨の域内にあることを理解されたい。
【００５４】
本発明について好ましい実施形態を参照しながら記載してきたが、当業者であれば、これらの実施形態に対して本発明の精神を逸脱することなくある種の代替、変更及び省略を実施できることが理解できよう。したがって、上に示した説明は単に例示的な意味であり、添付の特許請求の範囲に示した本発明の範囲を制限するものではない。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態によるトモシンセシスの方法を表した概要図である。
【図２】本発明の一実施形態において記載したようなユーザインタフェースを実現できるトモシンセシスシステムを表した概要図である。
【図３】本発明の一実施形態において記載したような所望の収集及び処理パラメータを選択する例示的な工程を表した流れ図である。
【図４】再構成画像内におけるリップル型アーチファクトの影響を表した再構成画像である。
【図５Ａ】リップル型アーチファクトと撮像対象身体部位の厚さとの間の関係を表した再構成画像である。
【図５Ｂ】リップル型アーチファクトと撮像対象身体部位の厚さとの間の関係を表した再構成画像である。
【図６Ａ】掃引角度とスライス厚の間の関係を表した再構成画像である。
【図６Ｂ】掃引角度とスライス厚の間の関係を表した再構成画像である。
【図７Ａ】投影密度、掃引角度及びリップルアーチファクトの間の関係を表した再構成画像である。
【図７Ｂ】投影密度、掃引角度及びリップルアーチファクトの間の関係を表した再構成画像である。
【図７Ｃ】投影密度、掃引角度及びリップルアーチファクトの間の関係を表した再構成画像である。
【図７Ｄ】投影密度、掃引角度及びリップルアーチファクトの間の関係を表した再構成画像である。
【図８Ａ】Ｘ線線量とノイズアーチファクトの間の関係を表した再構成画像である。
【図８Ｂ】Ｘ線線量とノイズアーチファクトの間の関係を表した再構成画像である。
【図９】本発明の一実施形態において記載したようなユーザインタフェースの一例を表した図である。
【符号の説明】
【００５６】
１００  トモシンセシス撮像システム
１１０  Ｘ線源
１２０  対象物
１３０  検出器
１４０  検出器面
２００  トモシンセシス撮像システム
２１０  ユーザ
２２０  コンピュータ
２２２  ユーザインタフェース
２２４  プロセッサ
２２６  メモリ
２３０  イメージャ
２３２  線源
２３４  検出器
２３６  制御デバイス
３００  収集パラメータの規定方法
３１０  ユーザインタフェースを提供する工程
３２０  画像特性を選択する工程
３３０  所望の収集パラメータを規定する工程
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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