(57)【要約】  本発明は、Ｘ線露光前制御デバイス１０、Ｘ線画像化システム１、Ｘ線画像化方法、並びにそのようなデバイスを制御するためのコンピュータプログラム要素及びそのようなコンピュータプログラム要素を記憶したコンピュータ可読媒体に関する。Ｘ線露光前制御デバイス１０は、被験体検出ユニット１１と、被験体モデルユニット１２と、インターフェイスユニット１３と、処理ユニット１４と、表示ユニット１５とを含む。被験体検出ユニット１１は、露光されるべき被験体１１１の被験体データを検出するように構成されている。被験体モデルユニット１２は、被験体モデルを提供し、被験体データに基づき被験体モデルを洗練して洗練された被験体モデルにするように構成されている。インターフェイスユニット１３は、被験体を露光するために使用されるべきＸ線ユニット１３１の設定データを提供するように構成されている。処理ユニット１４は、洗練された被験体モデル及び提供された設定データに基づき仮想Ｘ線投影像１５１を計算するように構成されている。表示ユニット１５は、仮想Ｘ線投影像１５１を表示するように構成されている。
2017534401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験体検出ユニットと、
被験体モデルユニットと、
インターフェイスユニットと、
処理ユニットと、
表示ユニットと
を含むＸ線露光前制御デバイスであって、
前記被験体検出ユニットは、露光されるべき前記被験体の被験体データを検出し、
前記被験体モデルユニットは、被験体モデルを提供し、前記被験体データに基づき前記被験体モデルを洗練して洗練された被験体モデルにし、
前記インターフェイスユニットは、前記被験体を露光するために使用されるべきＸ線ユニットの設定データを提供し、
前記処理ユニットは、前記洗練された被験体モデル及び提供された前記設定データに基づき仮想Ｘ線投影像を計算し、
前記表示ユニットは、前記仮想Ｘ線投影像を表示する、
Ｘ線露光前制御デバイス。
【請求項２】
前記被験体、前記被験体モデル及び／又は前記Ｘ線ユニットの前記設定データを調整する入力ユニットをさらに含み、前記処理ユニットが、さらに、この調整に基づき前記仮想Ｘ線投影像を再計算し、前記表示ユニットが、この調整に基づき前記仮想Ｘ線投影像を表示する、請求項１に記載のＸ線露光前制御デバイス。
【請求項３】
前記設定データが、前記被験体の部分領域を露光するために使用されるべき前記Ｘ線ユニットのコリメーションパラメータである、請求項２に記載のＸ線露光前制御デバイス。
【請求項４】
前記コリメーションパラメータが、前記表示ユニットにより表示されるコリメーション窓であり、前記入力ユニットが、前記コリメーション窓の位置、大きさ及び／又は向きを相互作用的に調整する、請求項３に記載のＸ線露光前制御デバイス。
【請求項５】
前記被験体検出ユニットが、前記被験体の解剖学的標識の位置を検出し、前記解剖学的標識の位置に基づき前記被験体の向きを検出する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のＸ線露光前制御デバイス。
【請求項６】
前記被験体検出ユニットが、光学式、赤外線、超音波、レーダーカメラ又はセンサ、重量センサ、深度センサ、呼吸周期を検知するセンサ、心臓周期を検知するセンサ、ミリ波センサ及び後方散乱Ｘ線センサからなる群のうちの少なくとも１つである、請求項１〜５のいずれか一項に記載のＸ線露光前制御デバイス。
【請求項７】
前記被験体データが、寸法データ及び／又は位相データであり、
前記寸法データは、前記被験体の形状、大きさ、位置及び向きからなる群のうちの少なくとも１つを含み、
前記位相データは、心臓周期及び／又は呼吸周期を含み、
前記処理ユニットが、前記位相データに基づき前記仮想Ｘ線投影像を連続的に再計算し、前記表示ユニットが、前記位相データに基づき前記仮想Ｘ線投影像を連続的に表示する、請求項６に記載のＸ線露光前制御デバイス。
【請求項８】
Ｘ線ユニットとの相対的な被験体の配置を検出する配置品質センサを含む患者配置品質表示ユニットをさらに含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のＸ線露光前制御デバイス。
【請求項９】
前記配置品質センサが、接触センサ、力センサ、及び光学式カメラからなる群のうちの少なくとも１つを含み、前記光学式カメラは、被験体の呼吸を追跡する、請求項８に記載のＸ線露光前制御デバイス。
【請求項１０】
前記被験体モデルユニットが、前記被験体の大きさ、重量、年齢、性別、胸部体積及び標識間の距離からなる群のうちの少なくとも１つに基づき前記被験体モデルを選択する、請求項１〜９のいずれか一項に記載のＸ線露光前制御デバイス。
【請求項１１】
前記被験体を露光するために使用されるべき前記Ｘ線ユニットの前記設定データが、Ｘ線源、検出器、焦点若しくはコリメーターの位置若しくは向き、露光時間、散乱グリッドの利用可能性及びｋＶｐからなる群のうちの少なくとも１つである、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のＸ線露光前制御デバイス。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のＸ線露光前制御デバイスと、
Ｘ線ユニットと
を含むＸ線画像化システムであって、
前記Ｘ線ユニットは、被験体をＸ線放射に露光する、
Ｘ線画像化システム。
【請求項１３】
ステップ  露光されるべき被験体の被験体データを検出するステップと、
被験体モデルを提供するステップと、
前記被験体データに基づき前記被験体モデルを洗練して洗練された被験体モデルにするステップと、
前記被験体を露光するために使用されるべきＸ線ユニットの設定データを提供するステップと、
前記洗練された被験体モデル及び提供された前記設定データに基づき仮想Ｘ線投影像を計算するステップと、
前記仮想Ｘ線投影像を表示するステップと
を含む、露光前制御を伴うＸ線画像化方法。
【請求項１４】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のＸ線露光前制御デバイス又は請求項１２に記載のＸ線画像化システムを制御するためのコンピュータプログラムであって、処理ユニットにより実行されると請求項１３に記載のＸ線画像化方法のステップを実施する、コンピュータプログラム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のコンピュータプログラムを記憶したコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線露光前制御デバイス、Ｘ線画像化システム、Ｘ線画像化方法、並びにそのようなデバイスを制御するためのコンピュータプログラム要素及びそのようなコンピュータプログラム要素を記憶したコンピュータ可読媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
国際公開第０２／０９３９８６Ａ１号は、１つ又は一連のＸ線検査を自動的に処理するように設計されたＸ線検査デバイスを開示している。この自動処理には、Ｘ線装置の電力の設定、Ｘ線テーブルのパラメータの設定、実施されるべき検査の種類、並びに報告及びアーカイブ機能が含まれる。この装置はまた、検査されるべき患者に特異的なデータ、例えば、身元、体重及び検査されるべき身体部分を考慮に入れる。
【０００３】
しかしながら、ある特定の場合において、Ｘ線検査が実施された後に、検査をやり直す必要性がある場合がある。例えば、患者の配置の問題、コリメーションの問題及び／又は不正確な露光により、検査結果が不十分なものである場合がある。特に胸部Ｘ線（ＣＸＲ）検査においては、これが症例の５％で起こると推定されており、放射線技師がそれほど経験を積んでいない場合があるある特定の業界においてはさらに高くなり得るであろう。
【０００４】
その結果、撮り直しの数を減少させ、それによりＸ線線量を減少させるために、患者の配置の問題、コリメーションの問題及び／又は不正確な露光の数を減少させる必要性がある。
【０００５】
米国特許出願公開第２０１２／０８９３７７Ａ１号明細書は、プロセッサを用いて、一般的３次元モデルと画像化システムにより取得された予備走査画像データとに基づき走査されるべき被験体の３次元被験体特異的モデルを生成することを含む方法を開示している。
【０００６】
米国特許出願公開第２００６／１９８４９９Ａ１号明細書は、低線量の放射線を用いて得られた３次元パイロット放射線写真に基づき身体体積のコンピュータ断層放射線写真用に画像化パラメータを適合させる方法を開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、Ｘ線検査をやり直す必要性を低減することを可能にする、改善されたＸ線露光前制御デバイスを提供する必要性が存在し得る。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の課題は、独立請求項の主題によって解決され、さらなる実施形態が、従属請求項として含まれる。以下に記載される本発明の態様が、Ｘ線露光前制御デバイス、Ｘ線画像化システム、Ｘ線画像化方法、コンピュータプログラム要素、及びコンピュータ可読媒体にも適用されることに留意されたい。
【０００９】
本発明は、画像診断、特に胸部Ｘ線（ＣＸＲ）検査に関する。本発明によれば、Ｘ線露光前制御デバイスが提供される。このＸ線露光前制御デバイスは、被験体検出ユニットと、被験体モデルユニットと、インターフェイスユニットと、処理ユニットと、表示ユニットとを含む。被験体検出ユニットは、露光されるべき被験体の被験体データを検出するように構成されている。被験体モデルユニットは、被験体モデルを提供し、被験体データに基づき被験体モデルを洗練して洗練された被験体モデルにするように構成されている。インターフェイスユニットは、被験体を露光するために使用されるべきＸ線ユニットの設定データを提供するように構成されている。処理ユニットは、洗練された被験体モデル及び提供された設定データに基づき仮想Ｘ線投影像を計算するように構成されている。表示ユニットは、仮想Ｘ線投影像を表示するように構成されている。
【００１０】
換言すれば、本発明は、露光されるべき被験体の被験体モデルに基づき、及び被験体を露光するために使用されるべきＸ線画像化システムの最新の設定データに基づき、仮想Ｘ線投影像又は画像を計算又は演算することを提案する。本発明は、それにより、実際のＸ線又はＣＸＲ露光に先立つ例えば放射線技師による露光前の位置及び品質制御のための、例えば仮想胸部Ｘ線を提供する。仮想Ｘ線投影像が演算され、撮り直しを回避するために、被験体の配置だけでなく例えばＸ線コリメーターの配置も確認するために使用され得る。
【００１１】
結果として、被験体の正確な配置、Ｘ線源の適切なコリメーション及び／又は好適な露光を確認するために、Ｘ線露光に先立って仮想Ｘ線投影像又は画像をシミュレートすることが提案される。それにより、患者の配置の問題、コリメーションの問題及び／又は不正確な露光による繰り返されるＸ線検査の数が低減される。その結果、被験体の露光線量（ｄｏｓｅ  ｅｘｐｏｓｕｒｅ）、費用及び時間量も低減される。結果として、本発明に従うＸ線露光前制御デバイスは、被験体位置及びＸ線設定の品質制御を提供する。
【００１２】
典型的には、露光されるべき被験体の被験体データは、例えば赤外光と組み合わせた光学式カメラ又は３Ｄ深度センサを用いて、被験体又は患者の身体形状を追跡することにより検出される。カメラは、検出器ハウジングに組み込まれ得る。結果として生じる被験体データ又は身体形状において、標識（例えば、肩、頸、寛骨）が抽出され得る。概略的な身体形状及び大きさが、ソフトウェアモデルのデータベースから最も類似した被験体モデル（例えば、胸部モデル成人＿男性＿小柄＿肥満）を選択するために使用され得る。この選択された被験体モデルは、例えば抽出された標識への適合により、さらに調整又は適合されて、洗練された被験体モデルにされ得る。それに続いて、被験体を露光するために使用されるべきＸ線ユニットの設定データ（例えば、焦点位置、Ｘ線源及びＸ線検出器の位置及び向き、コリメーター位置など）が、Ｘ線ユニットから導き出され得る。次いで、洗練又は適合された被験体モデル及びＸ線ユニットの読み出された設定データから、シミュレートされる又は仮想の露光又はＸ線投影像が、最新のビュージオメトリーにおいて生成又は演算され得る。仮想Ｘ線投影像は、例えば観察モニターとしての、表示ユニット上に表示され得る。
【００１３】
実際のコリメートされる領域又は窓及び仮想Ｘ線投影像が、例えば被験体の配置及び／又はＸ線源のコリメーションが最新の検査に好適であるか否かを判断するために、例えば放射線技師に対し、可視化又は表示され得る。仮想Ｘ線投影像は、実際の視野よりも大きくあり得る。ユーザインターフェイスは、操作者が仮想Ｘ線投影像内において直接的な視覚的フィードバックを用いて例えばコリメーターの位置を調整することを可能にするために提供され得る。それにより、本発明に従うＸ線露光前制御デバイスは、位置及びＸ線設定の品質制御を提供する。
【００１４】
一例において、被験体検出ユニットは、光学式、飛行時間、赤外線、超音波、レーダーカメラ又はセンサ、重量センサ、３Ｄ深度センサ、呼吸周期を検知するセンサ、心臓周期を検知するセンサ、ミリ波センサ及び後方散乱Ｘ線センサからなる群のうちの少なくとも１つである。カメラ又はセンサは、赤外光と組み合わされ得る。被験体検出ユニットは、患者の位置、大きさ及び／又は形状を追跡するのに好適なものである。
【００１５】
一例において、被験体検出ユニットは、被験体の解剖学的標識の位置又は座標を検出又は抽出するように、及びその解剖学的標識の位置に基づき被験体の向きを検出するように構成されている。標識は、例えば、肩、頸、寛骨などであり得る。
【００１６】
一例において、被験体データは、寸法データ及び／又は位相データであり、寸法データは、被験体の形状、大きさ、重量、ボディマス指数、性別、年齢、被験体の位置及び向き並びに／又は少なくとも１つの被験体の標識からなる群のうちの少なくとも１つを含み、位相データは、心臓周期及び／又は呼吸周期を含む。被験体データの検出は、自動検出及び／又は手動入力を含み得る。
【００１７】
一例において、Ｘ線露光前制御デバイスは、患者配置品質表示ユニットをさらに含み得る。この患者配置品質表示ユニットは、配置品質センサ及び配置品質指標１７２を含み得る。患者配置品質表示ユニットは、Ｘ線露光に先立つ放射線技師に対する患者準備の品質の視覚的フィードバックによりＸ線又はＣＸＲ検査の品質を改善するために使用され得る。品質指標の視覚的フィードバックは、例えば、緑が良好な配置を表し且つ赤が再配置が必要であることを示す、信号機灯で与えられ得る。
【００１８】
位置品質は、様々な様式の少なくとも１つの配置品質センサ又は同じ若しくは異なる種類のいくつかの配置品質センサの組み合わせから自動的に導き出され得る。配置品質センサは、例えば被験体の頭、オトガイ及び／又は腕の正確な配置を測定するための、例えばＸ線検出器ハウジングにある接触センサであり得る。配置品質センサはまた、被験体の立位におけるあらゆる不均衡を測定するための例えば地上の力センサであり得る。配置品質センサはまた、被験体の呼吸を追跡するための光学式カメラであり得る。患者配置品質表示ユニットは、Ｘ線ユニットに接続又は装着されて、例えば放射線技師が「劣悪な品質」の状態において露光ボタンを押したときに、ある事象を駆動し得る。この事象は、示される劣悪な配置での露光を確認するための追加のプロンプトであり得る。
【００１９】
一例において、被験体モデルユニットは、例えば所定のソフトウェアモデルのデータベースから、被験体の大きさ、形状、重量、年齢、性別、胸部体積、及び／又は標識間の距離などからなる群のうちの少なくとも１つに基づき被験体モデルを選択するように構成されている。データベースは、異なる大きさ（小柄／中柄／大柄）、年齢（小児／成人）及び性別（男性／女性）のモデルを含み得る。選択手順は、身体形状から導き出されたパラメータ（例えば、胸部体積、左肩から右肩までの距離、臀部から肩までの距離、及びそれらの組み合わせ）に基づき得る。被験体モデルは、例えば胸部モデルであり得る。
【００２０】
さらに、被験体に関する追加のデータが、他のセンサにより収集され得る。例えば、被験体は、その重量を測定するために重量板上に立ち得、そこから被験体モデル及び／又は画像取得パラメータのさらなる選択のためのボディマス指数が導き出され得るであろう。さらに、被験体の呼吸周期及び心臓周期が、被験体の４Ｄモデルを生成するために追跡され得るであろう。
【００２１】
被験体モデルユニットは、検出された被験体データに基づき被験体モデルを洗練して洗練された被験体モデルにする。選択されたモデルが、標識、被験体の向き、被験体の心拍数、及び／又は被験体の呼吸周期などへの適合により洗練され得る。被験体モデルの提供及び／又は洗練は、自動的に及び／又は手動で行われ得る。適合ステップは、選択された被験体モデルの精密及び／又は非精密な変形を含み得る。
【００２２】
一例において、被験体を露光するために使用されるべきＸ線ユニットの設定データは、Ｘ線源、Ｘ線検出器、焦点若しくはコリメーターの位置若しくは向き、露光時間、散乱グリッドの利用可能性、及び／又はｋＶｐなどからなる群のうちの少なくとも１つである。設定データの提供は、自動的に及び／又は手動で行われ得る。
【００２３】
Ｘ線ユニットの設定データは、仮想Ｘ線投影像のシミュレーションを改善するために使用され得る。仮想Ｘ線投影像は、Ｘ線ユニットの導き出された設定を用いて、洗練又は適合された被験体モデルを介して演算される。
【００２４】
一例において、設定データは、被験体の部分領域を露光するために使用されるべきＸ線ユニットのコリメーションパラメータである。一例において、コリメーションパラメータは、表示ユニットにより表示されるコリメーション窓であり、入力ユニットは、コリメーション窓の位置、大きさ及び／又は向きを相互作用的に調整するように構成されている。
【００２５】
換言すれば、投影されるコリメーター境界が、仮想Ｘ線投影像において演算され得、演算された仮想Ｘ線投影像の画像は、放射線技師に対して観察モニター上に表示され得る。コリメーターの相互作用的調整のために、より大きな視野が、選択中のコリメート領域の表示と一緒にモニター上に表示され得る。このようにすることで、放射線技師は、直接的な視覚的フィードバックを用いてコリメーターの位置を調整し得る。
【００２６】
当該デバイスは、自動的に演算された画像対策が劣悪な画像品質を指摘する場合は警告を出すように調整され得る。そのような指摘は、例えば、被験体又は肺野の回転を含み得、コリメート領域外にも及ぶ。この目的のために、コンピュータソフトウェアは、仮想Ｘ線投影像を標準的な配置品質基準に対して分析し得る。
【００２７】
一例において、処理ユニットはさらに、位相データに基づき仮想Ｘ線投影像を連続的に再計算するように構成され、表示ユニットは、位相データに基づき仮想Ｘ線投影像を連続的に表示するように構成されている。Ｘ線画像が撮影されるべき呼吸状態（例えば、吸息）における被験体の正確な配置を確実にするために、被験体の呼吸周期を示す動的な仮想Ｘ線投影像が表示され得る。このようにすることで、実際のＸ線露光は、動的な２Ｄ仮想Ｘ線投影像からの生のフィードバックを用いて駆動され得る。
【００２８】
本発明によれば、Ｘ線画像化システムもまた提供される。Ｘ線画像化システムは、上に記載したようなＸ線露光前制御デバイスと、被験体をＸ線放射に露光するように構成されたＸ線ユニットとを含む。上に記載したように、Ｘ線露光前制御デバイスは、被験体検出ユニットと、被験体モデルユニットと、インターフェイスユニットと、処理ユニットと、表示ユニットとを含む。
【００２９】
一例において、Ｘ線画像化システムは、Ｘ線露光前制御デバイスの被験体モデルユニットにいくつかの被験体モデルを提供するように構成されたデータベースをさらに含む。
【００３０】
本発明によれば、Ｘ線画像化方法もまた提供される。当該方法は、以下のステップ、すなわち、
露光されるべき被験体の被験体データを検出するステップと、
被験体モデルを提供するステップと、
被験体データに基づき被験体モデルを洗練して洗練された被験体モデルにするステップと、
被験体を露光するために使用されるべきＸ線ユニットの設定データを提供するステップと、
洗練された被験体モデル及び提供された設定データに基づき仮想Ｘ線投影像を計算するステップと、
仮想Ｘ線投影像を表示するステップと
を含む（必ずしもこの順とは限らない）。
【００３１】
Ｘ線画像化又はＸ線露光前制御方法は、Ｘ線ユニットの最新の設定（例えば、コリメーション、向き、位置）を用いて実際の被験体から仮想Ｘ線投影像を演算することを可能にする。一例として、上記のＸ線画像化方法は、次のとおりに実施され得る。すなわち、例えば被験体の形状及び大きさに関するデータは、例えば身体形状を測定するための光学式カメラを用いて収集される。被験体モデルは、データベースから自動的に選択され、例えば被験体の大きさに調整される。コリメーションのため並びに例えばＸ線源及びＸ線検出器の配置のためのＸ線ユニットの最新の設定を用いることにより、シミュレートされる仮想Ｘ線投影像（ＣＸＲ）が演算され、その上に実際のコリメーション窓が表示され得る。仮想Ｘ線投影像は、被験体の配置及びＸ線源のコリメーションが最新の検査に好適であるか否かを判断するために、例えば放射線技師に対して表示される。
【００３２】
本発明によれば、コンピュータプログラム要素もまた提供され、このコンピュータプログラム要素は、デバイスを制御しているコンピュータ上でコンピュータプログラムが実行されたときに独立デバイスクレームに規定されるようなＸ線露光前制御デバイス及びＸ線画像化システムにＸ線画像化方法の各ステップを実施させるためのプログラムコード手段を含む。
【００３３】
独立クレームに記載のＸ線露光前制御デバイス、Ｘ線画像化システム、Ｘ線画像化方法、そのようなデバイスを制御するためのコンピュータプログラム要素及びそのようなコンピュータプログラム要素を記憶したコンピュータ可読媒体は、特に従属クレームに規定されるような、類似及び／又は同一の好ましい実施形態を有することが理解されるものとする。本発明の好ましい実施形態は、従属クレームとそれぞれの独立クレームとの任意の組み合わせであることもできることがさらに理解されるものとする。
【００３４】
本発明のこれら及び他の態様は、以下に記載される実施形態から明らかになり、それらを参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
以下に、添付の図面を参照して、本発明の例示的な実施形態を説明する。
【００３６】
【図１】本発明に従うＸ線露光前制御デバイスを含む本発明に従うＸ線画像化システムの一実施形態を概略的且つ例示的に示している。
【図２】本発明に従うＸ線画像化方法の例示的な実施形態の各ステップの概略的な概観を示している。
【図３】左に、標識を伴う追跡された身体形状及びＸ線検出器の前における向きを示し、右に、異なる大きさの２つの胸部モデルを示している。
【図４】左に、モニター上で強調された視野を示し、右に、仮想Ｘ線投影像の生成のための適合された被験体モデルのＸ線照射を示している。
【図５】Ｘ線検出器ハウジング上のオトガイ支持体及び握柄にある接触センサの形態の配置品質センサを示している。
【図６】右足及び左足に掛かる重量を測定する接地板上にある力センサの形態の配置品質センサを示している。
【図７】理想的な呼吸運動の動画ピクトグラム（絵文字）と組み合わされた品質指標表示を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１は、本発明に従うＸ線画像化システム１の一実施形態を概略的且つ例示的に示している。Ｘ線画像化システム１は、画像診断、特に胸部Ｘ線（ＣＸＲ）検査用に構成されている。Ｘ線画像化システム１は、被験体をＸ線放射に露光するためのＸ線ユニット１３１と、以下に詳細に説明されることになるＸ線露光前制御デバイス１０とを含む。Ｘ線画像化システム１は、Ｘ線露光前制御デバイス１０の被験体モデルユニット１２に様々な被験体モデルを提供するためのデータベース１２１をさらに含む。
【００３８】
Ｘ線露光前制御デバイス１０は、被験体検出ユニット１１と、被験体モデルユニット１２と、インターフェイスユニット１３と、処理ユニット１４と、表示ユニット１５とを含む。Ｘ線露光前制御デバイス１０は、洗練された被験体モデル及びＸ線ユニット１３１の最新の設定（例えば、コリメーション、向き、位置）に基づき仮想Ｘ線投影像を演算することを可能にする。この目的のために、例えば被験体１１１の形状及び大きさに関するデータが、例えば身体形状を測定するための光学式カメラを用いて収集される。次いで、被験体モデルがデータベース１２１から自動的に選択され、例えば被験体の大きさに調整される。コリメーションのため並びに例えばＸ線源及びＸ線検出器の配置のためのＸ線ユニット１３１の最新の設定を用いることにより、シミュレートされる仮想Ｘ線投影像（ＣＸＲ）が演算され、その上に実際のコリメーション窓が表示され得る。被験体１１１の配置及びＸ線源のコリメーションが最新の検査に好適であるか否かを判断するために、仮想Ｘ線投影像が、例えば放射線技師に対して表示される。
【００３９】
詳細には、被験体検出ユニット１１は、露光されるべき被験体１１１の被験体データを検出する。被験体データは、寸法データ及び／又は位相データである。寸法データは、被験体の形状、大きさ、重量、ボディマス指数、性別、年齢、被験体の位置及び向き並びに／又は少なくとも１つの被験体の標識からなる群のうちの少なくとも１つを含む。位相データは、少なくとも１つの心臓周期及び／又は呼吸周期を含む。被験体データの検出は、自動検出及び／又は手動入力を含み得る。
【００４０】
被験体検出ユニット１１は、光学式、飛行時間、赤外線、超音波、レーダーカメラ又はセンサ、重量センサ、３Ｄ深度センサ、呼吸周期を検知するセンサ、心臓周期を検知するセンサ、ミリ波センサ、及び後方散乱Ｘ線センサなどからなる群のうちの少なくとも１つである。カメラ又はセンサは、赤外光と組み合わされ得る。被験体検出ユニット１１は、被験体１１１の解剖学的標識の位置又は座標を検出又は抽出し、その解剖学的標識の位置に基づき被験体１１１の向きを検出する（図３参照）。標識は、例えば肩、頸、寛骨などであり得る。
【００４１】
被験体モデルユニット１２は、被験体モデルを提供し、被験体データに基づき被験体モデルを洗練して洗練された被験体モデルにする。被験体モデルユニット１２は、例えば所定のソフトウェアモデルのデータベースから、被験体の大きさ、形状、重量、年齢、性別、胸部体積、及び／又は標識間の距離などからなる群のうちの少なくとも１つに基づき被験体モデルを選択する。データベースは、例えば、異なる大きさ（小柄／中柄／大柄）、年齢（小児／成人）及び性別（男性／女性）のモデルを含み得る。選択手順は、身体形状から導き出されたパラメータ（例えば、胸部体積、左肩から右肩までの距離、臀部から肩までの距離、及びそれらの組み合わせ）に基づき得る。被験体モデルは、例えば胸部モデルであり得る。
【００４２】
選択されたモデルは、標識及び／又は被験体の向きへの適合により洗練される。適合ステップは、選択された被験体モデルの精密及び／又は非精密な変形を含み得る。
【００４３】
インターフェイスユニット１３は、被験体１１１を露光するために使用されるべきＸ線ユニット１３１の設定データを提供する。Ｘ線ユニット１３１の設定データは、Ｘ線源、Ｘ線検出器、焦点若しくはコリメーターの位置若しくは向き、露光時間、散乱グリッドの利用可能性、及び／又はｋＶｐなどからなる群のうちの少なくとも１つである。設定データの提供は、自動的に及び／又は手動で行われ得る。
【００４４】
Ｘ線ユニット１３１の設定データは、仮想Ｘ線投影像のシミュレーションを改善するために使用される。仮想Ｘ線投影像は、Ｘ線ユニット１３１の導き出された設定を用いて、適合された被験体モデルを介して演算される。ここで、設定データは、被験体の部分領域を露光するために使用されるべきＸ線ユニット１３１のコリメーションパラメータである。コリメーションパラメータは、表示ユニット１５により表示されるコリメーション窓（図４参照）であり、入力ユニット１６は、コリメーション窓の位置、大きさ及び／又は向きの相互作用的調整を可能にするように構成されている。
【００４５】
換言すれば、投影されるコリメーター窓境界が、仮想Ｘ線投影像において演算され、ここで、演算された仮想Ｘ線投影像の画像は、放射線技師に対して観察モニター上に表示される。コリメーターの相互作用的調整のために、より大きな視野が、選択中のコリメート領域の表示と一緒にモニター上に表示され得る。このようにすることで、放射線技師は、直接的な視覚的フィードバックを用いてコリメーターの位置を調整し得る。
【００４６】
処理ユニット１４は、洗練された被験体モデル及び提供された設定データに基づき仮想Ｘ線投影像を計算する。処理ユニット１４はさらに、位相データに基づき仮想Ｘ線投影像を連続的に再計算し、表示ユニット１５は、位相データに基づき仮想Ｘ線投影像を連続的に表示する。表示ユニット１５は、仮想Ｘ線投影像を表示する。
【００４７】
図２は、本発明に従うＸ線画像化方法の例示的な実施形態の各ステップの概略的な概観を示している。当該方法は、以下のステップ、すなわち、
露光されるべき被験体１１１の被験体データを検出するステップと、
被験体モデルを提供するステップと、
被験体データに基づき被験体モデルを洗練して洗練された被験体モデルにするステップと、
被験体を露光するために使用されるべきＸ線ユニット１３１の設定データを提供するステップと、
洗練された被験体モデル及び提供された設定データに基づき仮想Ｘ線投影像を計算するステップと、
仮想Ｘ線投影像を表示するステップと
を含む（必ずしもこの順とは限らない）。
【００４８】
これらのステップを以下でさらに詳細に説明する。第１のステップＳ１において、被験体又は患者は、例えば光学式カメラ、飛行時間カメラ又は３Ｄ深度センサを赤外光と組み合わせて用いて追跡される。結果として生じる身体形状モデル又は被験体モデルから、被験体の標識（例えば、肩、頸、寛骨）の座標が抽出され、被験体の身体の向きを演算するために使用される。
【００４９】
図３は、向かって左に、被験体１１１の追跡された身体形状を示しており、標識１１２が十字記号で標示されている。表示された身体形状はまた、Ｘ線検出器１３２の前における、点線１１３で標示される被験体１１１の向きも示す。
【００５０】
第２のステップＳ２において、追跡された身体形状に基づいて、所定のソフトウェアモデルのデータベースから胸部モデルが選択される。ここで、データベースは、異なる大きさ（小柄／中柄／大柄）、年齢（小児／成人）及び性別（男性／女性）のモデルを含む。図３は、向かって右に、異なる大きさの胸部モデル１２２を示している。ここで、選択手順は、ステップＳ１の身体形状から導き出されたパラメータ（例えば、胸部体積、左肩から右肩までの距離、臀部から肩までの距離、及びそれらの組み合わせ）に基づく。
【００５１】
さらに、追加的に、他のセンサを用いて被験体１１１に関するデータが収集され得る。例えば、被験体１１１は、その重量を測定するために重量板（図示せず）上に立ち得、そこから被験体モデル及び画像取得パラメータのさらなる選択のためのボディマス指数が導き出され得るであろう。さらに、被験体１１１の呼吸周期及び心臓周期が、被験体の４Ｄモデルを生成するために追跡され得るであろう。
【００５２】
第３のステップＳ３において、選択されたモデルは、ステップＳ１において生成された標識１１２及び被験体の向きへの適合により洗練される。適合ステップＳ３は、選択された被験体モデルの精密及び非精密な変形を含み得る。
【００５３】
Ｘ線システムのビューポートが、ステップＳ４において読み出され、すなわち、焦点の位置、検出器ユニットの位置及び向き並びにコリメーターの位置が、システムから導き出される。さらに、取得設定（例えば、ｋＶｐ、露光時間、散乱グリッドの利用可能性）が、次に続く仮想Ｘ線投影像のシミュレーションを改善するために導き出され得る。
【００５４】
仮想Ｘ線投影像は、Ｘ線ユニット１３１の導き出された設定を用いて、適合された被験体モデルを介してステップＳ５において演算される。さらに、投影されるコリメーター境界が、仮想Ｘ線投影像において演算される。
【００５５】
図４（左）に示されるように、ステップＳ６において、演算された仮想Ｘ線投影像１５１の画像が、放射線技師に対して観察モニター上に表示される。図４（左）において、コリメーターの相互作用的調整のために、視野１５２が、モニター上で強調される。また、選択中のコリメート領域の表示が表示され得る。このようにすることで、放射線技師は、直接的な視覚的フィードバックを用いてコリメーターの位置を調整し得る。図４（右）は、仮想Ｘ線投影像１５１の生成のための適合された被験体モデルのＸ線照射を示している。
【００５６】
当該システムは、自動的に演算された画像対策が劣悪な画像品質を指摘する場合は警告を出すように調整され得る。そのような指摘は、例えば、被験体又は肺野の回転を含み得、コリメート領域外にも及ぶ。この目的のために、コンピュータソフトウェアは、仮想Ｘ線投影像１５１を標準的な配置品質基準に対して分析し得る。本発明の別の実施形態において、Ｘ線画像が撮影されるべき呼吸状態（例えば、吸息）における被験体の正確な配置を確実にするために、被験体の呼吸周期を示す動的な仮想Ｘ線投影像１５１が表示される。このようにすることで、実際のＸ線露光は、動的な２Ｄ仮想Ｘ線投影像１５１からの生のフィードバックを用いて駆動され得る。
【００５７】
ここで、Ｘ線露光前制御デバイス１０は、患者配置品質表示ユニットをさらに含む。この患者配置品質表示ユニットは、配置品質センサ１７１（図５〜図７参照）及び配置品質指標１７２（図７参照）を含む。患者配置品質表示ユニットは、Ｘ線露光に先立つ放射線技師に対する患者準備の品質の視覚的フィードバックによりＸ線又はＣＸＲ検査の品質を改善するために使用され得る。品質指標の視覚的フィードバックは、例えば、緑が良好な配置を表し且つ赤が再配置が必要であることを示す、信号機灯で与えられ得る（図７参照）。品質指標はまた、配置が十分に良好ではないときにＸ線システムが使用されるのを防ぐために、又は最適でない配置における露光を確認するための追加のプロンプトを表示する事象をＸ線ユニット１３１において駆動するためにも使用され得る。この場合、Ｘ線ユニット１３１は、品質指標が所定の品質閾値よりも低い場合はＸ線露光を行わないようにされ、そうでなければ、Ｘ線ユニット１３１は、Ｘ線検査が可能な状態に設定される。
【００５８】
位置品質は、様々な様式の少なくとも１つの配置品質センサ１７１又は同じ若しくは異なる種類のいくつかの配置品質センサ１７１の組み合わせから自動的に導き出され得る。図５に示される配置品質センサ１７１は、被験体のオトガイが支持体の中にある場合、及び被験体が彼の腕を握柄の方に回転させた場合に測定する、Ｘ線検出器１３２ハウジング上のオトガイ支持体（上方）及び握柄にある接触センサである。このようにすることで、被験体の適切かつ正確な配置が促進される。配置品質センサ１７１は、接触／非接触に関する情報を品質指標アルゴリズムに送信する。オトガイ接触センサは、力センサを追加的に備え得る。オトガイセンサ上の加えられる力を連続的に測定し、この連続的な情報を品質指標アルゴリズムに送信することは、被験体が検出器の前に動かずに立っているか否かを確認することを可能にする。
【００５９】
図６（左）に示される配置品質センサ１７１は、被験体１１１の右足及び左足に掛かる重量を測定するための接地板１７３上にある力センサである。配置品質センサ１７１は、接地板１７３上に図画で示されている。図６（右）に示されるように、配置品質センサ１７１は、被験体１１１がＸ線検出器１３２の前にバランスの取れた状態で立っているか否かを演算して被験体１１１のいかなる回転も回避するために、重量分布に関する連続的な信号を品質指標アルゴリズムに送信する。
【００６０】
配置品質センサ１７１はまた、中央に置かれる被験体配置を分析するために被験体形状を追跡して画像を品質指標アルゴリズムに送信するための光学式カメラ又は電磁センサであり得る。これらのセンサは、追加的に、患者の呼吸周期の状態を測定し得る。
【００６１】
全ての配置品質センサ１７１の情報は、例えばそれぞれの配置品質センサ１７１がセンサ特異的閾値より高い信号を提供する場合にカウンタを増加させることにより、１つの品質指標値へと統合され得る。信号は、配置品質センサ１７１の連続的なデータから定期的に更新される。全体的な品質指標値が最終品質値閾値を超えれば、視覚的信号が放射線技師に対して表示される。
【００６２】
図７（左）に示されるように、配置品質指標１７２の視覚的フィードバックは、緑が良好な配置を表し且つ赤が再配置が必要であることを示す、信号機灯で与えられる。ここで、品質指標表示は、被験体の理想的な呼吸運動の動画ピクトグラム（絵文字）を表示することと組み合わされる。視覚的信号は、配置の品質及び／又は呼吸状態（すなわち、呼息（図７中央）及び吸息（図７右））を示す。被験体又は患者は、表示された動画の呼吸状態表現に従って呼吸するように求められる。吸息状態における意図された露光のために、配置品質指標１７２は、動画の呼息状態においては低い品質（赤信号）に、動画の吸息状態においては（全ての他のセンサが良好な配置を報告する場合は）良好な品質に設定される。別の実施形態において、患者の実際の呼吸状態が光学式カメラで測定され、配置品質指標１７２を演算するために使用される。
【００６３】
本発明の別の例示的な実施形態において、適切なシステム上で前述の実施形態のうちの１つに従う方法の方法ステップを実行するように構成されていることを特徴とする、コンピュータプログラム又はコンピュータプログラム要素が提供される。
【００６４】
したがって、コンピュータプログラム要素は、コンピュータユニット上に記憶され得、本発明の一実施形態の一部でもあり得るであろう。この演算ユニットは、上に記載した方法の各ステップを実施する又はその各ステップの実施を誘導するように適合され得る。さらに、これは、上に記載した装置の構成要素を操作するように適合され得る。演算ユニットは、自動的に動作するように、及び／又はユーザの命令を実行するように適合され得る。コンピュータプログラムは、データ処理装置のワーキングメモリ内にロードされ得る。よって、データ処理装置は、本発明の方法を実施できるように装備され得る。
【００６５】
本発明のこの例示的な実施形態は、始めからすぐに本発明を使用するコンピュータプログラムと、更新により既存のプログラムを本発明を使用するプログラムに変えるコンピュータプログラムとの両方を対象として含む。
【００６６】
なおその上、コンピュータプログラム要素は、上に記載したような方法の例示的な実施形態の手順を遂行するための全ての必要なステップを提供することができ得るであろう。
【００６７】
本発明のさらなる例示的な実施形態によれば、コンピュータ可読媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ）が提供され、このコンピュータ可読媒体は、その上に記憶されたコンピュータプログラム要素を有し、このコンピュータプログラム要素は、先の段落に記載されたものである。
【００６８】
コンピュータプログラムは、好適な媒体（例えば、他のハードウェアと一緒に又はその一部として供給される、光学式記憶媒体又はソリッドステート媒体）上で記憶及び／又は配布され得るが、他の形態でも（例えば、インターネット又は他の有線若しくは無線の電気通信システムを介して）配布され得る。
【００６９】
しかしながら、コンピュータプログラムはまた、ワールドワイドウェブのようなネットワーク上でも提供され得、そのようなネットワークからデータ処理装置のワーキングメモリ内にダウンロードされ得る。本発明のさらなる例示的な実施形態によれば、コンピュータプログラム要素をダウンロードに利用できるようにするための媒体が提供され、このコンピュータプログラム要素は、本発明の先に記載した実施形態のうちの１つに従う方法を実施するように構成されている。
【００７０】
本発明の実施形態は、異なる主題を参照して説明されることが留意されなければならない。特に言うなら、いくつかの実施形態は方法型クレームを参照して説明されるのに対して、他の実施形態はデバイス型クレームを参照して説明される。しかしながら、当業者は、別段の通知がない限り、１種類の主題に属する特徴の任意の組み合わせに加えて、異なる主題に関連する特徴間の任意の組み合わせもまた本出願で開示されているとみなされると、上記及び以下の説明から判断するであろう。しかしながら、全ての特徴は、それらの特徴の単純な総和を上回る相乗効果を提供しながら組み合わされ得る。
【００７１】
本発明を図面及び上述の説明において詳細に例示し説明してきたが、そのような例示及び説明は、限定するものではなく、例示又は説明するものとみなされるべきである。本発明は、開示された実施形態に限定されるものではない。図面、開示内容及び従属クレームの検討から、開示された実施形態に対する他の変更が当業者により理解され、特許請求の範囲に記載された発明を実施する際に実施され得る。
【００７２】
特許請求の範囲において、「含む」という語は、他の要素又はステップを排除するものではなく、「ａ」又は「ａｎ」という不定冠詞は、複数を排除するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、いくつかの特許請求の範囲に記載された品目の機能を果たし得る。ある特定の措置が互いに異なる従属クレームに記載されているということだけでは、これらの措置の組み合わせが有利に使用され得ないということを示すことにならない。特許請求の範囲におけるいずれの参照記号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図１】
2017534401.tif 000003
【図２】
2017534401.tif 000004
【図３】
2017534401.tif 000005
【図４】
2017534401.tif 000006
【図５】
2017534401.tif 000007
【図６】
2017534401.tif 000008
【図７】
2017534401.tif 000009
【国際調査報告】
2017534401.tif 000010
2017534401.tif 000011
2017534401.tif 000012