JP2012110709A - ディジタル放射線画像内に対象向きデータを含めかつこれを訂正するためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｘ線画像上及びＤＩＣＯＭヘッダー内の対象向きデータをＸ線照射時の対象の解剖学的配置と一致させるように修正することが可能なＸ線撮像システム及び方法を提供する。
【解決手段】対象（１４）がＸ線撮像システム（１０）内に位置決めされると共に、Ｘ線撮像システム（１０）内に対象（１４）の向きが入力される。対象（１０）のＸ線画像（１２）を作成するためにＸ線照射によって対象が撮像される。操作者は、対象（１２）のＸ線画像（１２）及び対象の向きデータを吟味する。対象向きデータが正しくなければ、操作者はその対象向きデータを訂正しこれをＸ線照射時の対象の解剖学的配置と一致させることができる。次いで正しい対象向きデータは保存されると共に、画像蓄積伝送システム（ＰＡＣＳ）に送るときのＸ線画像（１２）及びＤＩＣＯＭヘッダーの一部となる。
【選択図】図１

Description

本開示は全般的にはＸ線撮像システムに関し、またさらに詳細にはディジタル放射線画像内に対象向きデータを含めかつこれを訂正するためのシステム及び方法に関する。

Ｘ線撮像システムなどの放射線撮像システムは、対象の内部構造やフィーチャを示す画像を作成するために用いられる。最近のＸ線撮像システムでは、Ｘ線源によってＸ線を発生させ、これを患者やその他の対象の方向に導いている。このＸ線は対象を通過して伝播し、対象の内部構造によって吸収または減衰を受け、さらに画像データが作成される箇所であるフィルム、撮像プレート（カセッテ）またはディジタル検出器に当たる。この画像データは有用なＸ線画像とするように処理かつ再構成される。同様の技法は、コンピュータ断層撮像法、蛍光透視法及びトモシンセシス画像作成にも用いられる。医学のコンテキストでは、例えばこうしたＸ線撮像システムは、スクリーニング目的や診断目的で対象の内部解剖構造、組織及び臓器を観察するために用いられることがある。別のコンテキストでは、部品、構造、手荷物、小包及びその他の対象がその内容物、構造上の完全性及びその他の目的の評価のために撮像されることがある。

Ｘ線撮像は一般に、Ｘ線撮像システムの内部に対象を位置決めすること、発生させたＸ線を対象に向けて導くことによってＸ線照射を開始すること、及び対象のＸ線画像を収集すること、を含む。使用中にしばしば、Ｘ線画像に関する吟味によって画像品質や対象の位置決めに関連する誤りが明らかになることがある。さらにＸ線画像は典型的には、Ｘ線照射時の対象の位置及び向きを特定するための向きデータを含む。この向きデータによって、処理済みＸ線画像上及びＤＩＣＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ：医療におけるデジタル画像と通信）ヘッダー内で対象の頭側、足側、前側、背側、右側及び左側が特定される。しかしこの向きデータの特定は、処理済みＸ線画像上及びＤＩＣＯＭヘッダー内において正しくないことがある。例えば対象の頭側が足側とラベル付けされることや、対象の左側が右側とラベル付けされること、並びにこの反対となること、等々となり得る。向きデータが誤りであると、誤診断に繋がったり、また対象の間違った解剖構造に対する治療や手術によるなどして医学的状態に対する処置中の破局的な誤りに繋がることがある。

米国特許第７７１５６０９号

したがって、Ｘ線画像上及びＤＩＣＯＭヘッダー内（必要な場合）における対象の向きデータをＸ線照射時の対象の解剖学的配置と一致させるように修正することが可能なＸ線撮像システム及び方法が必要とされている。

本開示の一態様によるＸ線撮像の方法は、Ｘ線撮像システム内に対象を位置決めするステップと、Ｘ線照射によって対象を撮像してＸ線画像を取得するステップと、Ｘ線画像及び該Ｘ線画像を基準とした対象の向きを吟味して対象の向きが正しいか否かを判定するステップと、対象の誤った向きを対象の正しい向きに修正するステップと、対象の正しい向きをＸ線画像と一緒に保存するステップと、を含む。

本開示の一態様によるＸ線撮像の方法は、Ｘ線撮像システム内に対象を位置決めするステップと、Ｘ線撮像システム内に対象の向きを入力するステップと、Ｘ線照射によって対象を撮像してＸ線画像を取得するステップと、Ｘ線画像及び該Ｘ線画像を基準とした対象の向きを吟味して対象の向きが正しいか否かを判定するステップと、Ｘ線照射後に対象の誤った向きを対象の正しい向きに修正するステップと、対象の正しい向きをＸ線画像及びＤＩＣＯＭヘッダーと共に保存するステップと、を含む。

本開示の一態様によるＸ線撮像システムは、Ｘ線源と、該Ｘ線源から離間させたＸ線検出器と、該Ｘ線源及びＸ線検出器に結合されてその動作を制御している制御／処理システムと、該制御／処理システムに結合された操作者インタフェースコンピュータと、Ｘ線画像及び該Ｘ線画像と関連付けされた対象向きデータラベルを表示するために該操作者インタフェースコンピュータに結合された表示モニタと、を備えており、該対象向きデータラベルはＸ線画像上で対象の正しい向きを検証するためにＸ線画像に対して選択的に追加されており、かつ該操作者インタフェースコンピュータ及び表示モニタは、Ｘ線照射後にＸ線画像上で正しくない対象向きデータラベルを吟味し訂正するために用いられている。

様々な別の特徴、態様及び利点は、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。

ディジタルＸ線画像上に撮像対象の向きデータを提供するように設計したディジタルＸ線撮像システムの例示的な一実施形態のブロック図である。 撮像対象の向きデータを吟味し修正するための方法の例示的な一実施形態の流れ図である。 Ｘ線照射パラメータと対象の位置／向きパラメータとを入力または選択するための図１のディジタルＸ線撮像システムの収集ツールの例示的な一実施形態の図である。 対象向きを示すためにディジタルＸ線画像に選択的に追加し得る対象の向きデータラベルの例示的な一実施形態の図である。 対象向きを示すためにディジタルＸ線画像上に重ね合わせられた図４の対象向きデータラベルの例示的な一実施形態の図である。

図面を参照すると図１は、ディジタルＸ線画像上に撮像対象の向きデータを提供するように設計されたディジタルＸ線撮像システム１０の例示的な一実施形態のブロック図を表している。本開示はディジタル放射線撮像（ＲＡＤ）、マンモグラフィ、トモシンセシス、脈管及びコンピュータ断層撮像（ＣＴ）撮像システムなど様々なタイプのディジタルＸ線撮像システムに適用可能であることは当業者であれば理解されよう。ディジタルＸ線撮像システム１０は、Ｘ線源１８と、該Ｘ線源１８に隣接させたコリメータ２２と、撮像しようとする対象１４と、ディジタルＸ線検出器２４と、を含む。

ディジタルＸ線撮像システム１０は、Ｘ線源１８によりＸ線ビーム２０を放出させると共に、人間の患者、動物または物体などの対象１４が位置決めされる所望の領域を形成しここにＸ線ビーム２０を限定させているコリメータ２２を通過させることによって対象１４の画像を作成するように設計されている。Ｘ線ビーム２０の一部は、対象１４内またはその周辺を通過すると共に、対象１４内部の組織による減衰及び／または吸収による変更を受け、さらにディジタルＸ線検出器２４の方向に進み続けてこれに当たる。例示的な一実施形態ではそのディジタルＸ線検出器２４を、固定式の検出器とすることも可搬式の検出器とすることもできる。例示的な一実施形態ではそのディジタルＸ線検出器２４をディジタルフラットパネルＸ線検出器とすることがある。ディジタルＸ線検出器２４はその表面上で受け取ったＸ線光子をこれより低エネルギーの光子に変換し、また引き続いて電気信号に変換しており、この電気信号は対象１４内にある内部解剖構造の画像を再構成するために収集しかつ処理される。例示的な一実施形態ではそのディジタルＸ線撮像システムを、テーブルや壁面スタンドなど撮像対象１４を支持するための支持体１６を含んだ固定式のＸ線撮像システムとすることや、施設の様々な箇所まで搬送し得る移動式のＸ線撮像システムとすることができる。

ディジタルＸ線撮像システム１０はさらに、Ｘ線源１８及びディジタルＸ線検出器２４の動作を制御するために該Ｘ線源１８及びディジタルＸ線検出器２４に結合させた制御／処理システム２６を含む。制御／処理システム２６は、撮像検査シーケンスのためのパワー信号と制御信号の両方を供給すると共に、有用な画像を再構成するための撮像データを収集することがある。一般に制御／処理システム２６は、検査プロトコルを実行させかつ収集した画像データを処理するようにディジタルＸ線撮像システム１０の動作を指令する。制御／処理システム２６はさらに、汎用または特定用途向けのコンピュータに基づく信号処理回路、コンピュータにより実行されるプログラム及びルーチン、さらには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、インタフェース回路、その他を含むことがある。

図示した実施形態では例えば、制御／処理システム２６はシステム制御／画像処理回路２８を含む。こうした回路は典型的には、プログラム式プロセッサ、支援用メモリ、動作中にプロセッサに実行させる指定のアプリケーション、その他を含む。システム制御／画像処理回路２８は、Ｘ線源１８の動作の制御をそれ自体によって可能にさせるＸ線源制御回路３０に結合されることがある。Ｘ線源制御回路３０は例えば、システム制御／画像データ処理回路２８の指令の下で、Ｘ線源１８に加える電流及び電圧の調節、Ｘ線源１８からのＸ線発生のトリガー、Ｘ線源１８の始動及び停止シーケンスのトリガー、その他を行うことがある。

システム制御／画像データ処理回路２８はさらに、検出器インタフェース回路３２に結合されている。検出器インタフェース回路３２は、ディジタルＸ線検出器２４を有効にさせること、及びディジタルＸ線検出器２４から撮像データを収集させることを可能にしている。こうした検出器及び検出器インタフェース回路に関する様々な設計及び動作は周知であり現在使用されていることは当業者であれば理解されよう。こうした設計は典型的には、半導体のスイッチ及びフォトダイオードにより規定される離散的な画素からなるアレイを有する検出器を含む。入射した放射はフォトダイオードの電荷に影響を及ぼすと共に、このスイッチは入射した放射に関する情報（例えば、フォトダイオードの電荷の欠損）の収集が可能である。次いでこの情報は、画像内の個々の画素のグレイレベルやその他のフィーチャが検出器の対応する領域に入射した放射を示すような詳細画像を作成するように処理されることがある。

制御／処理システム２６はさらに、操作者ワークステーションインタフェース３４を含むように図示している。操作者ワークステーションインタフェース３４は、操作者インタフェースコンピュータ３６を介して入力を提供するのが典型的となる操作者による対話を可能にしている。操作者インタフェースコンピュータ３６及び／またはシステム制御／画像データ処理回路２８は、フィルタ処理機能、制御機能、画像再構成機能、その他を実行することがある。操作者インタフェースコンピュータ３６に対しては、タッチ画面、キーボード、コンピュータマウス、リモコン及びその他の入力デバイスなどの１つまたは複数の入力デバイス３８を結合させることがある。操作者インタフェースコンピュータ３６はさらに表示モニタ４０に結合させることがあり、この上でＸ線画像１２を表示させること、命令及びＸ線収集ツールを提供すること、その他を行うことがある。操作者インタフェースコンピュータ３６は一般に、所望のＸ線画像１２の表示及び操作可能なある種のＸ線撮像システム機能の実行に十分なメモリ及びプログラムを含むことがある。さらに、操作者インタフェースコンピュータ３６を画像蓄積伝送システム（Ｐｉｃｔｕｒｅ Ａｒｃｈｉｖｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ：ＰＡＣＳ）に結合させ得ることに留意されたい。こうしたＰＡＣＳは異なる箇所に居る他の者が画像データにアクセスできるように、放射線科情報システムや病院情報システムなどの遠隔のクライアントに結合させることや、内部や外部のネットワークに結合させることがあり得る。

図１に示したディジタルＸ線撮像システム１０は、ディジタルＸ線画像１２上で撮像対象１４の向きデータを吟味及び修正できるように適応させている。具体的には、Ｘ線照射時の対象の解剖構造の位置及び向きを正しく特定するために対象向きデータラベル４２をＸ線画像１２に付加するまたはこの上に重ね合わせることがある。対象向きデータラベル４２は、ディジタルＸ線撮像システムのＸ線照射野内部における対象の向きを検証し訂正するために利用されることがある。向きが正しくないと判定されると、ディジタルＸ線撮像システムの操作者は、Ｘ線照射時の対象の解剖学的配置に一致させるように対象向きを訂正することがある。その結果これによって、誤診断並びに対象の間違った解剖構造に対する治療や手術などによる医学的状態に対する処置中の破局的な誤りを防止することができる。

図２は、撮像対象の向きデータを吟味し修正するための方法５０の例示的な一実施形態の流れ図を表している。方法５０はディジタルＸ線撮像システム１０上で実現させることが好ましい。ディジタルＸ線撮像システム１０は、撮像対象の向きデータを表示させると共に、ディジタルＸ線撮像システム１０の操作者がＸ線画像上及びＤＩＣＯＭヘッダー内（必要な場合）にある対象向きデータを吟味及び修正しＸ線照射時の対象の解剖学的配置と一致させることを可能にさせることがある。

方法５０の最初のステップ５２は、対象の少なくとも１つのＸ線画像を取得するためにディジタルＸ線撮像システム内部に対象を位置決めするステップを含む。例示的な一実施形態ではその対象を、人間の患者、動物または物体とすることがある。

方法５０の次のステップ５４及び５６は、操作者が操作者インタフェースコンピュータ３６上のＸ線収集ツール７０を用いてＸ線照射パラメータと対象の位置／向きパラメータとを入力または選択することを含む。図３は、Ｘ線照射パラメータと対象の位置／向きパラメータとを入力または選択するための図１のディジタルＸ線撮像システム１０のＸ線収集ツール７０の例示的な一実施形態を表している。例示的な一実施形態ではそのＸ線収集ツール７０は、撮像時の対象に関する適当なサイズを入力または選択するための患者サイズパラメータ７２、並びにＸ線源に関する所望のピークキロボルト電圧及びミリアンペア秒値を入力または選択するためのｋＶｐパラメータ及びｍＡｓパラメータなどのＸ線照射パラメータを含むことがある。Ｘ線収集ツール７０はさらに、撮像対象に関する適当な側（例えば、左側、右側）及び位置（例えば、頭部が上の位置、頭部が下の位置）を入力または選択するための患者側面パラメータや患者位置パラメータなどの対象の位置／向きパラメータを含むことがある。Ｘ線収集ツール７０はさらに、検出器の左側を撮像対象の頭部と関連付けしている矢印を伴う検出器記号７８を含むことがある。

方法５０のステップ５８は、操作者がＸ線照射及び画像データ収集を開始するステップを含む。方法５０のステップ６０は、ディジタルＸ線撮像システムの表示モニタ４０上に視覚的に表示し得るディジタルＸ線画像を作成するために画像データを処理しかつ再構成するステップを含む。方法５０のステップ６２は、操作者が表示モニタ４０上のディジタルＸ線画像を吟味するステップを含む。このディジタルＸ線画像は図５に示したように対象向きデータラベル４２を付けて表示させることがある。

図４は、対象向きを示すためにディジタルＸ線画像に対して選択的に追加し得る対象の向きデータラベル４２の例示的な一実施形態を表している。対象向きデータラベル４２は、対象の解剖学的な向きを示す複数の記号を含むことがある。例えばこれらの複数の記号は、撮像対象の解剖学的頭側を示すＨラベル９２、撮像対象の解剖学的足側を示すＦラベル９４、撮像対象の解剖学的左側を示すＬラベル９６、撮像対象の解剖学的右側を示すＲラベル９８などの英大文字で表すことがある。これらの複数の記号はさらに、撮像対象の解剖学的前側を示すＡラベルや撮像対象の解剖学的背側を示すＰラベルを含むことがある。

図５は、Ｘ線画像上の対象向きを示すためにディジタルＸ線画像１２上に付加したまたは重ね合わせた図４の対象向きデータラベル４２の例示的な一実施形態を表している。対象向きデータラベル４２はこの対象の向きを解剖学的に示している。換言すると対象向きデータラベル４２は、Ｘ線画像及びＤＩＣＯＭヘッダー上の対象向きを修正すべきか否かを判断するために操作者が確認することがあるものの概念的な一例である。

ステップ６２に戻ると操作者は、Ｘ線画像と関連付けされた対象向きデータが正しいか否かを判断するためにＸ線画像と該Ｘ線画像と関連付けされた対象向きデータとを吟味する。この判断は方法５０のステップ６４で決定される。操作者は、Ｘ線画像と関連付けされた対象向きデータが正しくない場合にこれを訂正するという選択肢を有する。この作業は、画像収集ワークフローの収集モードで実行されることも吟味モードで実行されることもある。収集モード中では、元のＸ線画像上で対象向きデータが訂正される。吟味モード中では、訂正した対象向きデータを有する新たなＸ線画像が作成される。ステップ６４によって操作者に対して、Ｘ線照射後にＸ線画像及びＤＩＣＯＭヘッダー上で対象向きデータを訂正する能力が提供される。対象向きを訂正する判断は、操作者が表示したＸ線画像及び対象向きデータを視覚化することによって実施される。すなわち操作者は、Ｘ線画像及び対象向きデータを観察すると共に、必要であれば対象向きデータを訂正すべきか否かの判断を実施する。

ステップ６６では、操作者が対象向きデータが正しくないと判断した場合、操作者は対象の解剖学的配置と一致させるように対象向きデータを訂正する。最後にステップ６８では、操作者が対象向きデータが正しいと判断した場合、この正しい対象向きデータが保存されると共にこれをＸ線画像及びＤＩＣＯＭヘッダーと関連付けさせている。保存した正しい対象向きデータはＰＡＣＳに送られるときの画像及びＤＩＣＯＭヘッダーの一部となる。

本開示について様々な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開示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を理解されよう。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開示の範囲を限定するものではない。

１０ Ｘ線撮像システム
１２ Ｘ線画像
１４ 対象
１６ 支持体
１８ Ｘ線源
２０ Ｘ線放射ビーム
２２ コリメータ
２４ 検出器
２６ 制御／処理システム
２８ システム制御／画像処理回路
３０ Ｘ線源制御回路
３２ 検出器インタフェース回路
３４ 操作者ワークステーションインタフェース
３６ 操作者インタフェースコンピュータ
３８ 入力デバイス
４０ 表示モニタ
４２ 対象向きデータラベル
５０ 方法
５２ 方法ステップ
５４ 方法ステップ
５６ 方法ステップ
５８ 方法ステップ
６０ 方法ステップ
６２ 方法ステップ
６４ 方法ステップ
６６ 方法ステップ
６８ 方法ステップ
７０ Ｘ線収集ツール
７２ 患者サイズパラメータ
７４ ｋＶｐパラメータ
７６ ｍＡｓパラメータ
７８ 検出器記号
８０ 患者側面パラメータ
８２ 患者位置パラメータ
９２ 頭側−前側記号
９４ 足側−背側記号
９６ 左側記号
９８ 右側記号

Claims (10)

1. Ｘ線撮像の方法（５０）であって、
   Ｘ線撮像システム内に対象を位置決めするステップ（５２）と、
   Ｘ線照射によって対象を撮像してＸ線画像を取得するステップ（５８）と、
   Ｘ線画像及び該Ｘ線画像を基準とした対象の向きを吟味して対象の向きが正しいか否かを判定するステップ（６２）と、
   対象の誤った向きを対象の正しい向きに修正するステップ（６６）と、
   対象の正しい向きをＸ線画像と一緒に保存するステップ（６８）と、
   を含む方法（５０）。
2. 前記吟味ステップ（６２）は対象向きデータをＸ線画像（１２）と比較するステップを含む、請求項１に記載の方法（５０）。
3. 前記吟味ステップ（６２）は、Ｘ線画像（１２）に対象向きデータラベル（４２）を追加すると共に該対象向きデータラベル（４２）をＸ線画像（１２）と比較するステップを含む、請求項１に記載の方法（５０）。
4. 前記対象向きデータラベル（４２）は、対象の解剖学的な向きを示す記号（９２、９４、９６、９８）を含む、請求項３に記載の方法（５０）。
5. 前記記号（９２、９４、９６、９８）は、頭側に対するＨ、足側に対するＦ、左側に対するＬ、右側に対するＲ、前側に対するＡ及び背側に対するＰを含む、請求項４に記載の方法（５０）。
6. 前記保存ステップ（６８）は、対象（１４）の正しい向きをＸ線画像（１２）及びＤＩＣＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ：医療におけるデジタル画像と通信）ヘッダーと関連付けするステップを含む、請求項１に記載の方法（５０）。
7. 前記対象（１４）の正しい向きは画像蓄積伝送システム（ＰＡＣＳ）に送られるときにＸ線画像（１２）及びＤＩＣＯＭヘッダーの一部となる、請求項１に記載の方法（５０）。
8. 前記Ｘ線画像（１２）はディジタルＸ線画像である、請求項１に記載の方法（５０）。
9. Ｘ線源（１８）と、
   前記Ｘ線源（１８）から離間させたＸ線検出器（２４）と、
   前記Ｘ線源（１８）及びＸ線検出器（２４）と結合させてその動作を制御している制御／処理システム（２６）と、
   前記制御／処理システム（２６）に結合させた操作者インタフェースコンピュータ（３６）と、
   Ｘ線画像（１２）と該Ｘ線画像（１２）と関連付けされた対象向きデータラベル（４２）とを表示するために前記操作者インタフェースコンピュータ（３６）に結合させた表示モニタ（４０）と、を備えるＸ線撮像システム（１０）であって、
   前記対象向きデータラベル（４２）は、Ｘ線画像（１２）上で対象（１４）の正しい向きを検証するためにＸ線画像（１２）に選択的に追加されており、かつ
   前記操作者インタフェースコンピュータ（３６）及び表示モニタ（４０）は、Ｘ線照射後にＸ線画像（１２）上の正しくない対象向きデータラベルを吟味しかつ訂正するために用いられている、Ｘ線撮像システム（１０）。
10. 前記対象向きデータラベル（４２）は対象の解剖学的な向きを表す記号（９２、９４、９６、９８）を含む、請求項９に記載のシステム（１０）。