JP5274757B2 - 撮影計画支援方法およびx線ct装置 - Google Patents

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Description

本発明は、撮影計画支援方法およびX線CT(computed tomography)装置に関し、特に、ユーザーインターフェース(user interface)を利用する撮影計画支援方法、および、撮影計画支援用のユーザーインターフェースを有するX線CT装置に関する。
X線CT装置は、ガントリ(gantry)内で回転するX線照射・検出装置により被検体の複数ビュー(view)の透過X線信号を収集し、透過X線信号に基づいて断層像を再構成するようになっている。X線照射・検出装置の回転はスキャン(scan)とも呼ばれる。収集された透過X線信号はスキャンデータ(scan data)とも呼ばれる。
X線CT装置はユーザーインターフェースを有する。ユーザーインターフェースはグラフィカル・ユーザーインターフェース(graphical user interface)等で構成されており、それを通じてユーザーがインタラクティブ(interactive)にX線CT装置を操作できるようになっている。ユーザーインターフェースは、スキャン計画の作成にも用いられる(例えば、特許文献1参照)。
特開2002−85395号公報(第5−6頁、図4−6)
スキャン計画の作成は、X線CT装置が予め記憶している複数の撮影プロトコル(protocol)の中から、撮影部位に応じて最適なものを選択することによって行われる。撮影プロトコルの多様化に伴って、スキャン計画の作成のためのユーザーインターフェースの操作が複雑化している。このため、スキャン計画作成に時間がかかり、場合によってはユーザーを困惑させることにもなりかねない。
そこで、本発明の課題は、ユーザーインターフェースを利用して撮影計画を作成することが容易な撮影計画支援方法、および、撮影計画を作成することが容易なユーザーインターフェースを有するX線CT装置を実現することである。
上記の課題を解決するためのひとつの観点での発明は、撮影リージョンをユーザーインターフェースを通じて選択することを可能にし、選択された撮影リージョンに属する撮影エリアをユーザーインターフェースを通じて選択することを可能にし、選択された撮影エリア用の撮影プロトコルをユーザーインターフェースを通じて選択することを可能にし、選択された撮影プロトコルのフィーチャーをユーザーインターフェースを通じて選択することを可能にする、ことを特徴とする撮影計画支援方法である。
上記の課題を解決するための他の観点での発明は、被検体をX線でスキャンして得たスキャンデータに基づいて断層像を再構成するX線CT装置であって、撮影リージョンの選択を可能にするユーザーインターフェースと、選択された撮影リージョンに属する撮影エリアの選択を可能にするユーザーインターフェースと、選択された撮影エリア用の撮影プロトコルの選択を可能にするユーザーインターフェースと、選択された撮影プロトコルのフィーチャーの選択を可能にするユーザーインターフェースと、を具備することを特徴とするX線CT装置である。
撮影エリアの選択を可能にするユーザーインターフェースは、ユーザーによるカスタマイズが可能なユーザーインターフェースを含むことが、ユーザーごとに最適化する点で好ましい。
撮影プロトコルの選択を可能にするユーザーインターフェースは、ユーザーによるカスタマイズが可能なユーザーインターフェースを含むことが、ユーザーごとに最適化する点で好ましい。
前記フィーチャーは、コンフィギュレーション・ファイルを有することが、システムによる管理を容易にする点で好ましい。
前記コンフィギュレーション・ファイルは、列または行が撮影リージョンに対応し行または列が撮影エリアに対応するマトリクスであることが、コンフィギュレーション・ファイルの作成を容易にする点で好ましい。
上記各観点での発明によれば、撮影リージョンをユーザーインターフェースを通じて選択することを可能にし、選択された撮影リージョンに属する撮影エリアをユーザーインターフェースを通じて選択することを可能にし、選択された撮影エリア用の撮影プロトコルをユーザーインターフェースを通じて選択することを可能にし、選択された撮影プロトコルのフィーチャーをユーザーインターフェースを通じて選択することを可能にするので、ユーザーインターフェースを利用して撮影計画を作成することが容易な撮影計画支援方法、および、撮影計画を作成することが容易なユーザーインターフェースを有するX線CT装置を実現することができる。
以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態を説明する。なお、本発明は、発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。図1にX線CT装置の模式的構成を示す。本装置は本発明を実施するための最良の形態の一例である。本装置の構成によって、X線CT装置に関する発明を実施するための最良の形態の一例が示される。本装置の動作によって、撮影計画支援方法に関する発明を実施するための最良の形態の一例が示される。
本装置は、ガントリ100、テーブル(table)200およびオペレータコンソール(operator console)300を有する。ガントリ100は、テーブル200によって搬入される被検体10を、X線照射・検出装置110でスキャンして複数ビューの透過X線信号(スキャンデータ)を収集し、オペレータコンソール300に入力する。オペレータコンソール300は、ガントリ100から入力されたスキャンデータに基づいて画像再構成を行い、再構成した画像をディスプレイ(display)302に表示する。
オペレータコンソール300は、また、ユーザーによる本装置のインタラクティブな操作を可能にするためのユーザーインターフェースをディスプレイ302に表示する。ユーザーインターフェースには後述の撮影計画支援用のユーザーインターフェースが含まれる。なお、ユーザーインターフェース表示用のディスプレイは再構成画像表示用のディスプレイとは別にしてもよい。
オペレータコンソール300は、また、ガントリ100とテーブル200の動作を制御する。オペレータコンソール300による制御の下で、ガントリ100は所定のスキャン条件でスキャンを行い、テーブル200は所定の部位がスキャンされるように、被検体10の位置決めを行う。位置決めは、内蔵する位置調節機構により、天板202の高さおよび天板上のクレードル(cradle)204の水平移動距離を調節することによって行われる。
クレードル204を停止させた状態でスキャンすることにより、アキシャルスキャン(axial scan)を行うことができる。クレードル204を連続的に移動させながら複数回のスキャンを連続的に行うことにより、ヘリカルスキャン(helical scan)を行うことができる。クレードル204を間欠的に移動させながら停止位置ごとにスキャンすることによりクラスタスキャン(cluster scan)を行うことができる。
天板202の高さ調節は、支柱206をベース(base)208への取付部を中心としてスイング(swing)させることによって行われる。支柱206のスイングによって、天板202は垂直方向および水平方向に変位する。クレードル204は天板202上で水平方向に移動して天板202の水平方向の変位を相殺する。スキャン条件によっては、ガントリ100をチルト(tilt)させた状態でスキャンが行われる。ガントリ100のチルトは、内蔵のチルト機構によって行われる。
なお、テーブル200は、図2に示すように、天板202がベース208に対して垂直に昇降する方式のものであってよい。天板202の昇降は内蔵の昇降機構によって行われる。このテーブル200においては、昇降に伴う天板202の水平移動は生じない。
図3に、X線照射・検出装置110の構成を模式的に示す。X線照射・検出装置110は、X線管130の焦点132から放射されたX線134をX線検出器150で検出するようになっている。
X線134は、図示しないコリメータ(collimator)で成形されて左右対称なコーンビーム(cone beam)またはファンビーム(fan beam)のX線となっている。X線検出器150は、X線の広がりに対応して2次元的に広がるX線入射面152を有する。X線入射面152は円筒の一部を構成するように湾曲している。円筒の中心軸は焦点132を通る。
X線照射・検出装置110は、撮影中心すなわちアイソセンタ(isocenter)Oを通る中心軸の周りを回転する。中心軸は、X線検出器150が形成する部分円筒の中心軸に平行である。
回転の中心軸の方向をz方向とし、アイソセンタOと焦点132を結ぶ方向をy方向とし、z方向およびy方向に垂直な方向をx方向とする。これらx,y,z軸はz軸を中心軸とする回転座標系の3軸となる。
図4に、X線検出器150のX線入射面152の平面図を模式的に示す。X線入射面152は検出セル(cell)154がx方向とz方向に2次元的に配置されたものとなっている。すなわち、X線入射面152は検出セル154の2次元アレイ(array)となっている。なお、ファンビームX線を用いる場合は、X線入射面152は検出セル154の1次元アレイとしてよい。
個々の検出セル154はX線検出器150の検出チャンネル(channel)を構成する。これによって、X線検出器150は多チャンネルX線検出器となる。検出セル154は、例えばシンチレータ(scintillator)とフォトダイオード(photo diode)の組合せによって構成される。
撮影計画作成について説明する。図5に、撮影計画作成から撮影実行までのユーザーのワークフロー(workflow)を示す。図6、図7および図8に、撮影計画作成に用いられる画面の例を示す。これらの画面は、いずれも、ディスプレイ302に表示されるグラフィカル・ユーザーインターフェースである。
ステップ(step)501で、エグザミネーション(examination)生成および患者情報入力が行われる。エグザミネーション生成および患者情報入力には、図6に示す画面が用いられる。この画面は、左半分がエグザミネーション(examination)生成および患者情報入力用のユーザーインターフェースとなっており、ここに、エグザミネーション・ナンバー(examination number)、患者ID、性別、年令等が入力される。
ステップ503で、撮影リージョン(region)選択が行われる。撮影リージョン選択にも、図6に示す画面が用いられる。画面は、右半分が撮影リージョン選択用のユーザーインターフェースとなっている。
撮影リージョン選択用のユーザーインターフェースは、人体の全身図と複数の部位名称ボックス(box)の組合せで構成される。部位名称ボックスは、上から順に、頭(Head)、眼窩(Orbit)、Cスパイン(C spine)、胸(Chest)、腹(Abdomen)、腰椎(Lumber)、骨盤(Pelvic)、下肢(Lower Extremity)および一般(General)である。
撮影リージョン選択は、所望の部位名称ボックスをポインティングデバイス(pointing device)でクリック(click)すること等によって行われる。例えば、部位名称ボックス「Chest」をクリックしたとすると、胸が撮影リージョンとして選択される。
胸が選択されたとき、画面は図7に示すようなものに変わる。この画面は、右半分が撮影エリア選択用のユーザーインターフェースとなっている。撮影エリア選択用のユーザーインターフェースは、複数の画像フレーム(frame)の配列によって構成される。複数の画像フレームは、同一の撮影リージョンに属する複数の撮影エリアをそれぞれ表す。
複数の撮影エリアは、例えば、上から順に、心臓(Cardiac)、呼吸器(Palmonery)および胸部一般(Chest General)である。これらはいずれも胸部に属する撮影エリアないし臓器である。なお、胸以外の撮影リージョンが選択されたときは、その撮影リージョンに属する複数の撮影エリアないし臓器が同様にして表示される。本書では、撮影エリアとは、撮影リージョン内の撮影エリアないし臓器を意味する。
撮影エリアを表す画像フレームの配列は2系列あり、互いに重なり合っている。それらはそれぞれタブ(tab)を有し、クリックによって表側とすることができる。2系列の一方は「GE」であり、他方は「User」である。「GE」は、メーカー(maker)から提供される撮影エリアの取り合わせである。「User」は、ユーザーが任意に構成した撮影エリアの取り合わせである。
図7では、「User」系列が表側となっている。「User」系列における撮影エリアの取り合わせは、ユーザーが任意に構成することができるので、ユーザーは自己のニーズ(needs)に最適なようにカスタマイズ(customize)することができる。
このようなユーザーインターフェースを用いて、ステップ505で、撮影エリア選択が行われる。撮影エリア選択は、所望の撮影エリアをポインティングデバイスでクリックすること等によって行われる。例えば、撮影エリア「Cardiac」をクリックしたとすると、心臓が撮影エリアとして選択される。
心臓が選択されたとき、画像フレーム右側の複数のボックスに、複数の撮影プロトコルの名称がそれぞれ表示される。撮影プロトコル名を表示するボックスは、撮影プロトコル選択用のユーザーインターフェースを構成する。
複数の撮影プロトコルは、例えば、上から順に、ECGトレース(ECG Trace)、カーディアック・ゲーティング(Cardiac Gating)およびダイレクト3Dイネーブル(Direct 3D Enable)である。これらはいずれも心臓用の撮影プロトコルである。なお、心臓以外の撮影エリアが選択されたときは、その撮影エリア用の複数の撮影プロトコルが同様にして表示される。
「User」系列の撮影エリアについては、撮影プロトコルの取り合わせをユーザーが任意に選ぶことができる。これによって、撮影プロトコルをユーザーのニーズに合わせてカスタマイズすることができる。
このようなユーザーインターフェースを用いて、ステップ507で、撮影プロトコル選択が行われる。撮影プロトコル選択は、所望の撮影プロトコル名をポインティングデバイスでクリックすること等によって行われる。例えば、撮影プロトコル「ECG Trace」をクリックしたとすると、ECGトレースが撮影プロトコルとして選択される。
ECGトレースが選択されたとき、画面は図8に示すようなものに変わる。この画面は、右上にフィーチャー名称ボックスを有する。フィーチャー名称ボックスに表示されるフィーチャー名称は、例えば、上から順に、ECGトレース、カーディアック・イメージフィルタ(Cardiac Image Filter)、スマートスコア(Smart Score)およびノイズリダクション(Noise Reduction)である。これらはいずれも、ECGトレースのフィーチャーである。なお、ECGトレース以外の撮影プロトコルが選択されたときは、その撮影プロトコルの複数のフィーチャーが同様にして表示される。
画面の残りの部分は、フィーチャー名称ボックスの左がECG(Electro Cardiogram)の表示部、画面の下半分がX線CT装置操作用のユーザーインターフェースとなっている。
このようなユーザーインターフェースを用いて、ステップ509で、フィーチャー選択が行われる。フィーチャー選択は、所望のフィーチャー名のチェックボックス(check box)をポインティングデバイスでクリックすること等によって行われる。例えば、フィーチャー「ECG Trace」のチェックボックスをクリックしたとすると、ECGトレースがフィーチャーとして選択される。このフィーチャーは撮影プロトコルの本体をなすフィーチャーである。その他の、カーディアック・イメージフィルタ、スマートスコア、ノイズリダクション等は補助的なフィーチャーであって必要に応じて選択される。
その後、ステップ511で、撮影が実行される。撮影実行には、画面の下半分の操作用ユーザーインターフェースが用いられる。このユーザーインターフェースを通じて、先ず、スキャンタイプ(Scan Type)、スタートロケーション(Start Location)、エンドロケーション(End Location)、撮影枚数(No. of Images)、撮影速度(Thick Speed)、撮影間隔(Interval)、スキャンFOV(SFOV)、管電圧(kV)、管電流(mA)等の撮影条件が設定され、次いでオートスキャン(Auto Scan)が起動される。
このように、撮影計画の作成は、エグザミネーション生成および患者情報入力の後は、撮影リージョン選択、撮影エリア選択、撮影プロトコル選択、フィーチャー選択の順で行われる。それらの選択は、それぞれ専用のユーザーインターフェースを用いて行われる。
撮影リージョン選択用のユーザーインターフェースは、人体の全身図に関連づけた部位名称ボックスを有するので、撮影リージョンの選択が容易である。撮影エリア選択用のユーザーインターフェースは、同一の撮影リージョンに属する複数の撮影エリアをそれぞれ表す複数の画像フレームの配列を有するので、撮影エリアの選択が容易である。
特に、撮影エリアは同一の撮影リージョンに属するものだけが表示され、他の撮影リージョンに属するものは表示されないので、選択に時間がかからず、ユーザーを困惑させることはない。また、撮影エリアがカスタマイズ可能なので利便性が高い。
撮影プロトコル選択用のユーザーインターフェースは、同一の撮影エリア用の複数の撮影プロトコルをそれぞれ表す複数の名称ボックスを有するので、撮影プロトコルの選択が容易である。
特に、撮影プロトコルは同一の撮影エリアに関するものだけが表示され、他の撮影エリアに関するものは表示されないので、選択に時間がかからず、ユーザーを困惑させることはない。また、撮影プロトコルがカスタマイズ可能なので利便性が高い。
フィーチャー選択用のユーザーインターフェースは、同一の撮影プロトコルの複数のフィーチャー名とそれらに対応するチェックボックスを有するので、フィーチャーの選択が容易である。特に、フィーチャーは同一の撮影プロトコルのものだけが表示され、他の撮影プロトコルのものは表示されないので、選択に時間がかからず、ユーザーを困惑させることはない。
各フィーチャーはそれぞれコンフィギュレーション・ファイル(configuration file)を有する。図9に、コンフィギュレーション・ファイルの構成の一例を示す。図9に示すように、コンフィギュレーション・ファイルはマトリクス(matrix)構成となっている。
マトリクスの列は、撮影リージョンに対応する。すなわち、例えば、V0xは頭に対応し、V1xは眼窩に対応し、V2xはCスパインに対応し、V3xは肩に対応し、V4xは胸に対応し、V5xは腹に対応し、V6xは腰椎に対応し、V7xは骨盤に対応し、V8xは下肢に対応し、V9xは一般に対応する。なお、xは0−4である。
マトリクスの行は、撮影エリアに対応する。すなわち、Vy0は第1のエリアに対応し、Vy1は第2のエリアに対応し、Vy2は第3のエリアに対応し、Vy3は第4のエリアに対応し、Vy4は第5のエリアに対応する。なお、yは0−9である。
コンフィギュレーション・ファイルは、撮影リージョンを行に対応させ、撮影エリアを列に対応させたものとしてもよい。その場合は、行数を撮影リージョン数に合わせ、列数を撮影エリア数に合わせる。
コンフィギュレーション・ファイルでは、フィーチャーが関係する撮影リージョンと撮影エリアがフラグ(flag)で示される。そのような表示の一例を図10に示す。図10は、フィーチャー「ECG Trace」のコンフィギュレーション・ファイルである。
このコンフィギュレーション・ファイルでは、V40,V41,V42,V43にフラグ「T」が立っている。これによって、このフィーチャーが関係するのは、撮影リージョンが胸であって、撮影エリアはそのうちの第1,2,3,4エリアであることが示される。なお、フラグ「F」は無関係を意味する。
このようなコンフィギュレーション・ファイルがフィーチャーごとに設けられ、オペレータコンソール300のメモリ(memory)に記憶されている。図8に示したユーザーインターフェースにおけるフィーチャーの表示は、このようなコンフィギュレーション・ファイルに基づいて行われる。このため、システム(system)によるフィーチャー管理が容易になる。また、コンフィギュレーション・ファイルは、列または行が撮影リージョンに対応し行または列が撮影エリアに対応するマトリクスであるので、コンフィギュレーション・ファイルの作成は容易である。
本発明を実施するための最良の形態の一例のX線CT装置の構成を示す図である。 本発明を実施するための最良の形態の一例のX線CT装置の構成を示す図である。 X線照射・検出装置の構成を示す図である。 X線検出器のX線入射面の構成を示す図である。 撮影計画作成のワークフローを示す図である。 ディスプレイに表示されたユーザーインターフェースを中間調の写真で示す図である。 ディスプレイに表示されたユーザーインターフェースを中間調の写真で示す図である。 ディスプレイに表示されたユーザーインターフェースを中間調の写真で示す図である。 フィーチャーのコンフィギュレーション・ファイルを示す図である。 フィーチャーのコンフィギュレーション・ファイルを示す図である。
符号の説明
10 : 被検体
100 : ガントリ
110 : X線照射・検出装置
130 : X線管
132 : 焦点
134 : X線
150 : X線検出器
152 : X線入射面
154 : 検出セル
200 : テーブル
202 : 天板
204 : クレードル
206 : 支柱
208 : ベース
300 : オペレータコンソール
302 : ディスプレイ

Claims (4)

  1. 被検体をX線でスキャンして得たスキャンデータに基づいて断層像を再構成するX線CT装置であって、
    予め定められ表示された複数の撮影リージョン名称の中から選択することで、撮影リージョンを選択する第1の選択手段を有する第1のユーザーインターフェースと、
    選択された撮影リージョンに属する撮影エリアとして予め定められ、前記撮影リージョンを選択することで表示された複数の撮影エリア名称の中から選択することで、撮影エリアを選択する第2の選択手段を有する第2のユーザーインターフェースであって、ユーザーによるカスタマイズが可能なユーザーインターフェースを含む第2のユーザーインターフェースと、
    選択された撮影エリア用の撮影手法として予め定められ、前記撮影エリアを選択することで表示された複数の撮影プロトコル名称の中から選択することで、撮影プロトコルを選択する第3の選択手段を有する第3のユーザーインターフェースと、
    選択された撮影プロトコルのための機能として予め定められ、前記撮影プロトコルを選択することで表示された複数のフィーチャー名称の中から選択することで、フィーチャーを選択する第4の選択手段を有する第4のユーザーインターフェースと、
    を具備し、
    前記複数のフィーチャーそれぞれに対し、列または行が撮影リージョンに対応し行または列が撮影エリアに対応するマトリクスからなるコンフィギュレーション・ファイルを有し、前記複数のフィーチャー名称の表示は、前記コンフィギュレーション・ファイルに基づいて行われる
    ことを特徴とするX線CT装置。
  2. 撮影プロトコルの選択を可能にするユーザーインターフェースは、ユーザーによるカスタマイズが可能なユーザーインターフェースを含む、
    ことを特徴とする請求項に記載のX線CT装置。
  3. 予め定められ表示された複数の撮影リージョン名称の中から選択することで、撮影リージョンを選択する第1の選択手段を有する第1のユーザーインターフェースと、
    選択された撮影リージョンに属する撮影エリアとして予め定められ、前記撮影リージョンを選択することで表示された複数の撮影エリア名称の中から選択することで、撮影エリアを選択する第2の選択手段を有する第2のユーザーインターフェースと、
    選択された撮影エリア用の撮影手法として予め定められ、前記撮影エリアを選択することで表示された複数の撮影プロトコル名称の中から選択することで、撮影プロトコルを選択する第3の選択手段を有する第3のユーザーインターフェースと、
    選択された撮影プロトコルのための機能として予め定められ、前記撮影プロトコルを選択することで表示された複数のフィーチャー名称の中から選択することで、フィーチャーを選択する第4の選択手段を有する第4のユーザーインターフェースと、
    を具備し、
    前記複数のフィーチャーそれぞれに対し、列または行が撮影リージョンに対応し行または列が撮影エリアに対応するマトリクスからなるコンフィギュレーション・ファイルを有し、前記複数のフィーチャー名称の表示は、前記コンフィギュレーション・ファイルに基づいて行われることを特徴とする撮影計画支援装置。
  4. 撮影プロトコルの選択を可能にするユーザーインターフェースは、ユーザーによるカスタマイズが可能なユーザーインターフェースを含む、
    ことを特徴とする請求項に記載の撮影計画支援装置。
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