JP7724408B2 - 自動スキャン検査 - Google Patents

Description

本発明は医用撮像に関し、特に、断層撮影医用撮像モダリティのためのスキャンプランニングに関する。

磁気共鳴CT又はコンピュータトモグラフィのような断層医用画像モダリティでは、被検体の内部解剖学的構造が撮像され得る。断層撮影医用撮像手順の間、撮像される関心領域は、典型的にはいわゆるスカウトスキャン又はローカライザスキャンを使用して位置特定される。スカウトスキャンは関心領域を迅速に特定するために、低解像度及び／又は高信号対雑音のために取得される。関心領域が取得されるスカウトスキャン内に配置された後、オペレータ又は自動化アルゴリズムは、より詳細な臨床スキャンを取得するように医用撮像システムを構成する。

米国特許出願公開第2017／0293734号は、医療記録から有意な偶発的な所見を識別するためのシステムを開示している。1つの例示的な実施形態では、例示的な計算デバイスが医療レポートを受信し、医療レポートからテキストコンポーネントを導出する。次いで、計算デバイスはテキストコンポーネントから1つ又は複数の医学的所見を識別し、1つ又は複数の医学的所見のそれぞれについて臨床コンテキストを決定する。次いで、計算デバイスは1つ又は複数の医学的所見から1つ又は複数の臨床的キューを識別し、1つ又は複数の臨床的キューから1つ又は複数の状態信号を生成する。次いで、計算デバイスは、1つ又は複数の状態信号から状態警告を生成する。状態警告は、有意な偶発的所見を示す。本明細書で企図される様々な実施形態を使用して、ユーザによるフォローアップのために、有意な偶発的な発見を識別することができる。

本発明は、独立請求項における医用システム、コンピュータプログラム製品、及び方法を提供する。

実施形態は従属請求項に記載されている。

スカウトスキャンは断層撮影医用画像データとしても本明細書に記載されており、臨床断層撮影医用画像データが取得される領域を位置決めするために使用される。スカウトスキャンは、臨床断層撮影医用画像データよりも低い解像度及び／又は低い信号対雑音比を有するので、迅速に取得することができる。断層撮影医用スカウト画像データは第一の領域についても取得され、臨床断層撮影医用画像データは第二の領域について取得される。第2の領域は、第1の領域内にある。したがって、断層撮影医用スカウト画像データは、第2の領域内にない解剖学的構造を撮像する。第1領域内に解剖学的異常があるが、第2領域以外では気づかないことがある。断層撮影医用スカウト画像データは、人間が最終的に任意の解剖学的異常を評価することを可能にするのに十分な品質ではない場合がある。

実施形態は断層撮影医用スカウト画像データ内の解剖学的異常を自動的に検出し、位置特定するために使用することができる解剖学的検出モジュールを使用する改善される医用システムを提供することができる。このようなシステムは例えば、大量のスカウト画像を検査し、人間が検出するのが困難であろう解剖学的異常を検出するために使用することができる。例えば、器官の相対的な大きさの不一致は、人間には目立たないことがある。他の例では、腫瘍、増殖、又は他の不規則性はノイズ又は低解像度によってあまりにも不明瞭であり、検出できない場合がある。

一態様では、本発明が機械実行可能命令を記憶するメモリを備える医用システムを提供する。医用システムは、解剖学的検出モジュールをさらに備える。解剖学的検出モジュールは例えば、やはりメモリに記憶されるソフトウェア又は機械実行可能コンポーネントであってもよい。他の例では、解剖学的検出モジュールが個別の又は別個の計算装置であってもよい。解剖学的検出モジュールは、断層撮影医用スカウト画像データの入力に応答して解剖学的偏差を検出するように構成される。検出は、断層撮影医用スカウト画像データにおける解剖学的偏差の位置特定を出力することを含む。断層撮影医用スカウト画像データは例えば、2次元又は3次元の何れかの画像データであってもよい。

断層撮影医用スカウト画像データはまた、診断を提供するため、又は診断画像を提供するために使用される画像よりも低い解像度のものであってもよい。解剖学的偏差の位置特定は例えば、解剖学的偏差の位置の指標であってもよい。いくつかの例ではこれは解剖学的偏差の少なくとも一部を含む位置であってもよく、他の例ではセグメンテーション又は境界ボックスであってもよい。解剖学的偏差は例えば、正常な被検体の一部ではない成長又は構造であり得る。例えば、腫瘍性増殖は、解剖学的偏差の例であり得る。他の例では、解剖学的偏差が特定の正常範囲から逸脱するサイズ又は位置又は境界を有する解剖学的構造であってもよい。例えば、器官は不規則な境界を有することができ、器官は、器官内に追加の構造又は成長を有することができる。解剖学的偏差はまた、特定の器官又は解剖学的領域のサイズが、被験体内の他の解剖学的構造に関して予想されるよりも大きいか又は小さいことを示し得る。

医用システムは、医用システムを制御するように構成されるプロセッサをさらに備える。様々な例では、医用システムが異なる形態をとることができる。いくつかの例では、医用システムが放射線データを検査するために医療専門家によって使用されるワークステーションなどの計算装置であってもよい。他の例では、医用システムが医用画像データの処理を提供する、おそらく遠隔に、又はクラウド内に配置される構成要素であってもよい。さらに他の例では、医用システムが断層撮影医用撮像システム又はスキャナを含むこともできる。

機械実行可能命令の実行は、プロセッサに断層撮影医用スカウト画像データを受信させる。それは、異なる例において異なる方法で受信されてもよい。いくつかの例では、断層撮影医用スカウト画像データが医用システムの一部である記憶装置から取り出すことができる。他の例では、断層撮影医用スカウト画像データがネットワーク接続を介して、又は外部データキャリアを介して受信され得る。さらに他の例では、断層撮影医用スカウト画像データが断層撮影医用撮像システムを制御することによって受信されてもよい。

機械実行可能命令の実行はさらに、プロセッサに、断層撮影医用スカウトデータを解剖学的検出モジュールに入力することに応答して、解剖学的検出モジュールからの解剖学的偏差の位置特定を受信させる。

機械実行可能命令の実行はさらに、位置特定が受信される場合、プロセッサに警告信号を提供させる。この警告信号は、異なる例では異なる形態とることができる。いくつかの例では、警告信号が医用システム自体の画面上のディスプレイ又はインジケータであってもよい。例えば、医用システムは、断層撮影医用撮像システムを制御する端末又はワークステーションであってもよい。この場合、警告信号は、断層撮影医用スカウト画像データの1つにおける解剖学的偏差が検出されることをオペレータに警告することができる。これにより、医用システムのオペレータは、さらなるスキャンが必要であるかどうかを迅速に決定することができる。これは、例えば、断層撮影医用スカウト画像データを見る訓練を受けていないオペレータにとって有益であり得る。また、大量のデータが取得される大規模なシステムでは、断層撮影医用スカウト画像データが取得されるので、医用システムのオペレータがこれを行うことは実用的でないか、又は不可能である可能性がある。

別の実施形態では、医用システムが撮像ゾーンから医用画像データを取得するように構成される断層撮影医用撮像システムをさらに備える。メモリは、断層撮影医用スカウト画像データを取得するように断層撮影医用撮像システムを制御するように構成される医用撮像システム制御コマンドをさらに備える。

機械実行可能命令の実行はさらに、プロセッサに、医用撮像システム制御コマンドを用いて断層撮影医用撮像システムを制御することによって、断層撮影医用スカウト画像データを取得させる。機械実行可能命令の実行はさらに、プロセッサに、断層撮影医用スカウト画像データの取得に応答して、臨床スキャン計画データを受信させる。断層撮影医用スカウト画像データは、第1の領域を記述する。臨床スキャン計画データは第2の領域を記述する臨床断層撮影医用画像データを取得するために、医用撮像システム制御コマンドを修正するように構成される。第2の領域は、第1の領域内にある。臨床断層撮影医用画像データは、断層撮影医用スカウト画像データよりも高い解像度及び／又は高い信号対雑音比を有する。臨床断層撮影医用画像データは例えば、異なる取得プロトコルを用いて取得することができる。

機械実行可能命令の実行はさらに、プロセッサに、臨床スキャン計画データを用いて医用撮像システム制御コマンドを修正することによって、臨床制御コマンドを構成させる。機械実行可能命令の実行により、プロセッサは、臨床制御コマンドを用いて医用撮像システムを制御することによって、臨床断層撮像データを取得する。

この実施形態は、低解像度の断層撮影医用スカウト画像データを検査するという利点を有することができる。自動化されるシステムが断層撮影医用撮像システムによって取得される医用画像データを検査するために使用される場合、当業者は検出を行うために、最初に、より高い解像度のデータを使用する。この実施形態は、通常、解剖学的偏差をスキャンするのに有用でないと考えられる、断層撮影医用スカウト画像データにおける解剖学的偏差を検出するという利点を提供することができる。

別の実施形態では、断層撮影医用撮像システムが磁気共鳴撮像システムである。

別の実施形態では、断層撮影医用撮像システムがコンピュータ断層撮影システムである。

別の実施形態では、断層撮影医用撮像システムがコンピュータ断層撮影と陽電子放出断層撮影とを組み合わせたシステムである。

別の実施形態では、断層撮影医用撮像システムが磁気共鳴撮像システムと陽電子放出断層撮影システムとの組み合わせである。

別の実施形態では、機械実行可能命令の実行が警告信号の提供に応答して、プロセッサに偶発的なスキャンインジケータを受信させる。偶発的なスキャンインジケータは、放電被検体選択器及び偶発的なスキャン選択器の選択を提供する。偶発的なスキャンインジケータは、医用システムのプロセッサの挙動の変化を引き起こす制御又はフローインジケータである。偶発的なスキャンインジケータは例えば、放電対象選択器と偶発的なスキャン選択器との間で選択する変数又はインジケータであってもよい。

機械実行可能命令の実行はさらに、さらなるスキャンインジケータが放電被検体選択器を選択した場合、臨床断層撮影医用画像データの取得を完了した後に、プロセッサに放電被検体信号を提供させる。いくつかの例では、警告信号が提供されない場合には放電対象信号も提供されてもよい。放電被検体信号は例えば、医用システム上のディスプレイ又はインジケータであってもよく、又は被検体に信号を送るのに有用であり得るライトインジケータ、ベル又は他のインジケータであってもよい。放電被検体信号は撮像されている被検体に、彼又は彼女が離れることができることを知らせるために、医用システムのオペレータによって使用されてもよい。

機械実行可能命令の実行はさらに、偶発的なスキャンインジケータが偶発的なスキャン選択器を提供する場合、プロセッサに偶発的なスキャン計画データを受信させる。この部分は、いくつかの異なる方法で機能することができる。例えば、自動化されるシステムを使用して、偶発的なスキャン計画データを提供することができる。例えば、位置特定は、断層撮影医用撮像システムを自動的に使用してスキャンするための一組の平面又は領域を設定するために使用されてもよい。他の例ではユーザインターフェース又はダイアログボックスを医用システムのオペレータに提示することができ、オペレータは偶発的なスキャン計画データを医用撮像システムのユーザインターフェースに入力することができる。さらに他の例では、偶発的なスキャン計画データが偶発的なスキャンインジケータに付加されてもよい。例えば、偶発的なスキャンインジケータが異なるワークステーション又は遠隔位置から受信される場合、自動化されるシステム又は医療専門家は既に、偶発的なスキャン計画データをそれに添付している可能性がある。

いくつかの例では第3の領域が第1の領域のエッジゾーン又は部分内にある場合、機械実行可能命令は追加の断層撮影医用スカウト画像データを取得するように構成され得る。機械実行可能命令は例えば、第3の領域が追加フィールドの中央ゾーン内にあるように、追加の断層撮影医用スカウト画像データのための追加フィールドを選択するように構成してもよい。

この追加の断層撮影医用スカウト画像データは、いくつかの例では選択される計算デバイスにも転送することができる。

別の実施形態では、機械実行可能命令の実行が偶発的なスキャン計画データを用いて医用撮像システムシステム制御コマンドを修正することによって、プロセッサに偶発的な制御コマンドを構成させる。機械実行可能命令の実行はさらに、偶発的な制御コマンドを用いて医用撮像システムを制御することによって、プロセッサに偶発的な断層撮影医用撮像データを取得させる。この実施形態は、偶発的な断層撮影医用画像データの取得を提供するので、有益であり得る。

別の実施形態では、偶発的なスキャン計画データが第3の領域を記述する。第3の領域は、少なくとも部分的に第1の領域内にある。第3の領域は、第2の領域から少なくとも部分的に分離している。

いくつかの実施形態では、第3の領域が解剖学的検出モジュールから受け取った解剖学的偏差の位置特定によって示される領域を含むことができる。別の実施形態では、機械実行可能命令の実行がプロセッサに、ネットワーク接続を介して選択される計算デバイスに警告信号を送信させる。この場合、警告信号は、追加のデータを含むことができる。いくつかの例では、警告信号が解剖学的偏差ならびに断層撮影医用スカウト画像データも含むことができる。機械実行可能命令の実行により、プロセッサは、選択される計算デバイスへの警告信号の送信に応答して、ネットワーク接続を介して、選択される計算デバイスから偶発的なスキャンインジケータを受信する。この実施形態は例えば、偶発的なスキャンインジケータを提供するために遠隔システム又は個人に接触するのに有用であり得るため、有益であり得る。

選択される計算デバイスは、異なる形態をとることができる。一例では、スマートフォンであってもよい。別の例では、放射線科で使用されるコンピュータ又はワークステーションであってもよい。別の例では、例えば、様々な場所に配置されるコンピュータシステムであってもよい。コンピュータシステムは例えば、デスクトップPCであってもよい。

別の実施形態では、機械実行可能命令の実行により、臨床断層撮影医用画像データの取得が完了する前に、警告信号が選択される計算デバイスに送信される。これは、被検体が退院する前に被検体のさらなる撮像を提供する機会を提供し得るため、有益であり得る。

別の実施形態では、医用システムが選択される計算デバイスをさらに備える。選択される演算装置は、ディスプレイを含む。選択される計算デバイスは、受信時に自動的に警告信号を表示するように構成される。例えば、医用システムのプロセッサは警告信号を選択される計算デバイスにプッシュすることができ、これは、計算デバイスの他の動作をオーバーライドして、オペレータの注意を直ちに喚起することができる。

別の実施形態では、メモリが許容される計算装置のリストを含む。機械実行可能命令の実行はさらに、プロセッサに、現在のユーザアクティビティについて許容される計算デバイスをポーリングさせる。現在のユーザアクティビティは例えば、デバイス又は計算デバイスが最後に使用される日時を示すものであってもよい。現在のユーザアクティビティは、許容される計算デバイスの使用も示す場合がある。機械実行可能命令の実行はさらに、プロセッサに、現在のユーザアクティビティに所定の選択基準を適用することによって、許容される計算デバイスから選択される計算デバイスを選択させる。これは、偶発的なスキャンインジケータを迅速に受け取る際に特に有益であり得る。例えば、許容される計算デバイスのリストは、特定の医師に属する、又は特定の医師によって操作される許容される計算デバイスのリストであってもよい。これは、例えば、医師がより迅速に連絡されることを可能にし、被検体が退院する前に偶発的なスキャンインジケータが受信されることを可能にし得る。

他の例では、許容される計算デバイスのリストが様々な医療専門家又は医師によって使用される計算デバイスとすることができる。これにより、医用システムは、現在利用可能な医師又は医療専門家に自動的に接触することができる。また、所定の選択基準は、システムが医師又は医療専門家を妨害するのに受け入れられるのであろう活動に現在従事している医師に接触することを可能にしてもよい。例えば、許容される計算デバイスがスマートフォンであった場合、所定の選択基準は、スマートフォンによって現在操作されているアプリ又はアプリを見ることができる。医師が現在電子メールをレビューしているか、又はレジャータイムアプリを使用している場合、所定の選択基準は、その特定の計算デバイスに警告信号を提供することを自動的に決定することができる。

別の具体的な例は、許容される計算デバイスが放射線科の特定のワークステーションである場合である。このワークステーションが、他の医用画像データをレビューするために放射線科医によって現在使用されている場合、システムは医師又は医用専門家が現在行っていることを自動的に中断し、選択される計算デバイス上に警告信号を提供するように構成され得る。これは、偶発的なスキャンインジケータをより迅速に受信することを可能にするだけでなく、特定の医療専門家又は医師のワークフローを妨害することも少なくすることができる。

別の実施形態では、解剖学的検出モジュールがセグメンテーションアルゴリズムを含む。セグメンテーションアルゴリズムは、解剖学的偏差を検出するように適合される。例えば、セグメンテーションアルゴリズムは、2つの解剖学的領域間の境界が不規則であるか、又は不整形であるときを検出するために使用され得る。これは警告信号をトリガするために使用することができ、また、警告信号をトリガする領域はロケータを提供するために使用することができる。他の例では、セグメンテーションが特定の解剖学的領域が予想よりも大きいか、又は比例的に大きいことを示す場合、これはまた、警告信号をトリガし得る。セグメンテーションアルゴリズムはまた、特定のモデル又は解剖学的アトラス内に存在せず、したがってセグメンテーションアルゴリズムの範囲外である解剖学的構造を検出することもできる。これは、警告信号をトリガすることもできる。

別の実施形態では、解剖学的検出モジュールはニューラルネットワークを含む。ニューラルネットワークは断層撮影医用スカウトスキャンを受信するために、解剖学的偏差応答の位置を出力するように構成されている。例えば、ニューラルネットワークは、断層撮影医用スカウト画像データを見て、解剖学的偏差が検出される場合に警告信号を提供するように訓練され得る。ニューラルネットワークは例えば、畳み込みニューラルネットワークであってもよい。ニューラルネットワークは、解剖学的偏差を含まない様々なスカウトスキャンのほか、解剖学的偏差で標識されるものを用いて訓練することができる。これは、様々な成長又は異常構造を含み得る。それはまた、誤った位置に特定の解剖学的構造を有し、及び／又は他の解剖学的構造に対して不均衡なサイズで断層撮影医用スカウトスキャンを含んでもよい。

別の実施形態では、ニューラルネットワークがいわゆるUネットニューラルネットワークである。Unetニューラルネットワークの使用は、Unetニューラルネットワークが異なる空間スケールでデータを相関させることができるので、有益であり得る。これは、解剖学的偏差の存在を検出し、画像セグメンテーションを実行するのに特に有用である。

別の態様では、本発明が機械実行可能命令と解剖学的検出モジュールとを備えるコンピュータプログラム製品を提供する。機械実行可能命令は、医用システムを制御するプロセッサによって実行されるように構成される。解剖学的検出モジュールは断層撮影医学的スカウト画像データを入力し、断層撮影医学的スカウト画像データの中の解剖学的偏差の位置を出力することに応答して、解剖学的偏差を検出するために構成される。

機械実行可能命令の実行は、プロセッサに断層撮影医用スカウト画像データを受信させる。機械実行可能命令の実行はさらに、プロセッサに、断層撮影医用スカウト画像データを解剖学的検出モジュールに入力することに応答して、解剖学的検出モジュールからの解剖学的偏差の位置特定を受信させる。機械実行可能命令の実行はさらに、位置特定が受信される場合、プロセッサに警告信号を提供させる。

別の態様では、本発明がニューラルネットワークを訓練する方法を提供する。この方法は、トレーニングデータを受信することを含む。トレーニングデータは、トレーニング断層撮影医用スカウト画像データを含む。トレーニングデータは、ラベルをさらに含む。ラベルは、トレーニング断層撮影医用スカウト画像データにおける解剖学的偏差の位置を識別する。この方法は、深層学習アルゴリズムに従って、ラベルトレーニングデータを用いてニューラルネットワークをトレーニングするステップをさらに含む。

本発明の前述の実施形態の1つ以上は組み合わされる実施形態が相互に排他的でない限り、組み合わされてもよいことが理解される。

当業者には理解されるように、本発明の態様は、装置、方法、又はコンピュータプログラム製品として実施することができる。さらに、本発明の態様は、コンピュータ実行可能コードがその上に具現化される1つ又は複数のコンピュータ可読媒体に具現化されるコンピュータプログラム製品の形態をとることができる。本発明の態様が完全にハードウェアの実施形態、完全にソフトウェアの実施形態(ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む)、又は本明細書ではすべて一般に「回路」、「モジュール」、又は「システム」と呼ぶことができるソフトウェア及びハードウェアの態様を組み合わせた実施形態の形態をとることができる。

1つ又は複数のコンピュータ可読媒体の任意の組合せを利用することができる。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体又はコンピュータ可読記憶媒体であってもよい。本明細書で使用される「コンピュータ可読記憶媒体」は、計算デバイスのプロセッサによって実行可能な命令を記憶することができる任意の有形の記憶媒体を包含する。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、コンピュータ読み取り可能な一時的でない記憶媒体と呼ばれる場合がある。コンピュータ可読記憶媒体はまた、実体のあるコンピュータ可読媒体と呼ばれることもある。ある実施形態では、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体がコンピュータ装置のプロセッサによってアクセス可能なデータを記憶することも可能である。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体の例としてはフロッピーディスク、磁気ハードディスクドライブ、ソリッドステートハードディスク、フラッシュメモリ、USBサムドライブ、ランダムアクセスメモリ、読み取り専用メモリ(ROM)、光ディスク、光磁気ディスク、及びプロセッサのレジスタファイルが挙げられるが、これらに限定されない。光ディスクの例としては、CDROM、CDRW、CDR、DVDROM、DVDRW、又はDVDRディスクなどのコンパクトディスク(CD)及びデジタル多用途ディスク(DVD)がある。コンピュータ可読記憶媒体という用語はまた、ネットワーク又は通信リンクを介してコンピュータ装置によってアクセスされることが可能な様々なタイプの記録媒体を指す。例えば、データは、モデムを介して、インターネットを介して、又はローカルエリアネットワークを介して検索することができる。コンピュータ可読媒体上に具現化されるコンピュータ実行可能コードは無線、有線、光ファイバケーブル、RFなど、又は前述のもの任意の適切な組合せを含むがこれらに限定されない、任意の適切な媒体を使用して送信され得る。

コンピュータ可読信号媒体は例えば、ベースバンドで、又は搬送波の一部として、コンピュータ実行可能コードがその中に具現化される伝搬データ信号を含むことができる。そのような伝播信号は磁気、光学、又はそれらの任意の適切な組み合わせを含むが、それらに限定されない、任意の様々な形態をとることができる。コンピュータ読み取り可能な信号媒体はコンピュータ可読記憶媒体ではなく、命令実行システム、装置、又は装置によって、又はそれに関連して使用するために、プログラムを通信、伝播、又は移送することができる、任意のコンピュータ可読媒体であってもよい。

「コンピュータメモリ」又は「メモリ」は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体の一例である。コンピュータメモリは、プロセッサに直接アクセス可能な任意のメモリである。「コンピュータ記憶装置」又は「記憶装置」は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体のさらなる一例である。コンピュータ記憶装置は、任意の不揮発性メモリコンピュータ可読記憶媒体である。ある実施形態では、コンピュータ記憶装置がコンピュータメモリであってもよく、又はその逆であってもよい。

本明細書で使用される「プロセッサ」は、プログラム又は機械実行可能命令又はコンピュータ実行可能コードを実行することができる電子コンポーネントを包含する。「プロセッサ」を含む計算デバイスへの言及は、おそらく複数のプロセッサ又は処理コアを含むものとして解釈されるべきである。プロセッサは例えば、マルチコアプロセッサであってもよい。プロセッサは、単一のコンピュータシステム内の、又は複数のコンピュータシステム間で分散されるプロセッサの集合を指す場合もある。計算デバイスという用語は、プロセッサ又はプロセッサを構成するそれぞれの計算デバイスの集合又はネットワークを指す可能性があると解釈されるべきである。

コンピュータ実行可能コードは同一の計算デバイス内にあってもよいし、複数の計算デバイスに分散されていてもよい複数のプロセッサによって実行されてもよい。コンピュータ実行可能コードは、機械実行可能命令又はプロセッサに本発明の態様を実行させるプログラムを含むことができる。本発明の態様のための動作を実行するためのコンピュータ実行可能コードはJava、Smalltalk、C＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語及び「C」プログラミング言語又は類似のプログラミング言語などの従来の手続き型プログラミング言語を含み、機械実行可能命令にコンパイルされる、1つ以上のプログラミング言語の任意の組み合わせで書くことができる。場合によっては、コンピュータ実行可能コードが高水準言語の形態であってもよいし、事前にコンパイルされる形態であってもよく、その場で機械実行可能命令を生成するインタプリタと共に使用されてもよい。

コンピュータ実行可能コードは、ユーザのコンピュータ上で、部分的にはユーザのコンピュータ上で、スタンドアロンのソフトウェアパッケージとして、部分的にはユーザのコンピュータ上で、部分的にはリモートのコンピュータ上で、又は全体的にはリモートのコンピュータ又はサーバ上で、実行することができる。後者のシナリオでは、リモートコンピュータがローカルエリアネットワーク(LAN)又は広域ネットワーク(WAN)を含む任意のタイプのネットワークを介してユーザのコンピュータに接続されてもよく、又は(例えば、インターネットサービスプロバイダを使用してインターネットを介して)外部コンピュータに接続されてもよい。

本発明の態様は、本発明の実施形態による方法、装置(システム)、及びコンピュータプログラム製品のフローチャート図及び／又はブロック図を参照して説明される。フローチャート、図、及び／又はブロック図の各ブロック又はブロックの部分は、適用可能な場合にはコンピュータ実行可能コードの形態のコンピュータプログラム命令によって実施することができることを理解される。さらに、互いに排他的ではない場合、異なるフローチャート、図、及び／又はブロック図におけるブロックの組み合わせを組み合わせることができることが立証される。これらのコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、又は他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサに提供されて、コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサを介して実行される命令がフローチャート及び／又はブロック図の1つ又は複数のブロックで指定される機能／動作を実施するための手段を作成するように、マシンを生成することができる。

これらのコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ、他のプログラマブルデータ処理装置、又は他のデバイスに特定の方法で機能するように指示することができるコンピュータ可読媒体に記憶されてもよく、その結果、コンピュータ可読媒体に記憶される命令は、フローチャート及び／又はブロック図のブロック又は複数のブロックにおいて指定される機能／動作を実施する命令を含む製造品を生成する。

コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ、他のプログラマブルデータ処理装置、又は他のデバイスにロードされて、一連の動作ステップがコンピュータ、他のプログラマブル装置、又は他のデバイス上で実行されて、コンピュータ又は他のプログラマブル装置上で実行される命令がフローチャート及び／又はブロック図の1つ又は複数のブロックで指定される機能／動作を実装するためのプロセスを提供するように、コンピュータ実装プロセスを生成することも可能である。ここで使用される「ユーザインターフェース」は、ユーザ又はオペレータがコンピュータ又はコンピュータシステムと対話することを可能にするインターフェースである。「ユーザインターフェース」は、「ヒューマンインターフェース装置」とも呼ばれ、ユーザインターフェースは情報又はデータをオペレータに提供し、及び／又はオペレータから情報又はデータを受信することができる。ユーザインターフェースはオペレータからの入力をコンピュータによって受け取ることを可能にし、コンピュータからユーザに出力を提供することができる。換言すれば、ユーザインターフェースはオペレータがコンピュータを制御又は操作することを可能にし、インターフェースは、コンピュータがオペレータの制御又は操作の効果を示すことを可能にしてもよい。ディスプレイ又はグラフィカルユーザインタフェース上のデータ又は情報の表示は、オペレータに情報を提供する一例である。キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド、ポインティングスティック、グラフィックスタブレット、ジョイスティック、ゲームパッド、ウェブカメラ、ヘッドセット、ペダル、有線グローブ、リモートコントロール、及び加速度計を介したデータの受信は、すべて、オペレータからの情報又はデータの受信を可能にするユーザインターフェース構成要素の例である。本明細書で使用される「ハードウェアインターフェース」は、コンピュータシステムのプロセッサが外部計算デバイス及び／又は装置と対話及び／又は制御することを可能にするインターフェースを含む。

ハードウェアインターフェースは、プロセッサが制御信号又は命令を外部計算デバイス及び／又は装置に送信することを可能にし得る。ハードウェアインターフェースはまた、プロセッサが外部計算デバイス及び／又は装置とデータを交換することを可能にしてもよい。ハードウェアインターフェースの例としてはユニバーサルシリアルバス、IEEE 1394ポート、パラレルポート、IEEE 1284ポート、シリアルポート、RS232ポート、IEEE488ポート、Bluetooth接続、ワイヤレスローカルエリアネットワーク接続、TCP／IP接続、イーサネット接続、制御電圧インターフェース、MIDIインターフェース、アナログ入力インターフェース、及びデジタル入力インターフェースが挙げられるが、これらに限定されない。

本明細書で使用される「ディスプレイ」又は「ディスプレイデバイス」は、画像又はデータを表示するように適合される出力デバイス又はユーザインターフェースを包含する。ディスプレイは、視覚的データ、オーディオデータ、及び／又は触覚データを出力することができる。ディスプレイの例としてはコンピュータモニタ、テレビ画面、タッチスクリーン、触覚電子ディスプレイ、点字スクリーン、ブライユ管(CRT)、蓄積管、双安定ディスプレイ、電子ペーパー、ベクトルディスプレイ、フラットパネルディスプレイ、真空蛍光ディスプレイ(VF)、発光ダイオード(LED)ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、液晶ディスプレイ(LCD)、有機発光ダイオードディスプレイ(OLED)、プロジェクタ、及びヘッドマウントディスプレイが挙げられるが、これらに限定されない。

断層撮影医用画像データは、本明細書では医用画像スキャナを使用して取得される2次元又は3次元データとして定義される。医用撮像スキャナは本明細書では患者の物理的構造に関する情報を取得し、2次元又は3次元の医用画像データのセットを構成するように適合される装置として定義される。断層撮影医用画像データを使用して、医師による診断に有用な視覚化を構成することができる。この視覚化は、コンピュータを使用して実行できる。断層撮影医用スカウト画像データ及び臨床断層撮影医用画像データは、いずれも、断層撮影医用画像データの一例である。以下、本発明の好ましい実施形態を、単なる例として、図面を参照して説明する。

医用システムの一例を示す。 図1の医用システムを操作する例を示すフローチャートである。 医用システムのさらなる例を示す。 医用システムのさらなる例を示す。 医用システムのさらなる例を示す。 医用システムのさらなる例を示す。 医用システムを操作するさらなる例を示すフローチャートを示す。

これらの図における同様の番号が付される要素は、同等の要素であるか、又は同じ機能を実行するかの何れかである。前述した要素は、機能が同等である場合には必ずしも後の図で説明されない。

図1は、医用システム100の一例を示す。医用システム100は、コンピュータ102を含むものとして示されている。この例では、医用システム100はワークステーションである。代わりに、この例における医用システム100が医療用画像データを処理するための、クラウド内の遠隔サーバ又はプロセッサであってもよい。

コンピュータ102は、プロセッサ104を含むものとして示されている。プロセッサ104は、1つ以上の位置にある1つ以上の処理コアを表すことを意図している。プロセッサ104は、おそらく異なる位置にある複数のコンピュータ102の間で分配することができる。プロセッサ104は、オプションのハードウェアインターフェース106に接続されているものとして示されている。ハードウェアインターフェース106は例えば、医用システム100の他の構成要素を制御するために使用され得る。プロセッサ104はまた、オプションのユーザインターフェース108に接続される。プロセッサ104は、さらにメモリ110に接続される。メモリは、プロセッサ104にアクセス可能な任意のメモリ又は記憶装置であってもよい。

メモリ110は、機械実行可能命令120を含むものとして示されている。機械実行可能命令120は、プロセッサ104がハードウェアインターフェース106を介して医用システム100の他の構成要素を制御するだけでなく、基本的なデータ及び画像処理タスクを実行することを可能にする命令を含む。メモリ110はさらに、解剖学的検出モジュールを含むものとして示されている。解剖学的検出モジュールは、断層撮影医用スカウト画像データの入力に応答して解剖学的偏差を検出するように構成される。解剖学的偏差が検出される場合、解剖学的検出モジュールは、断層撮影医用スカウト画像データ内の解剖学的偏差の位置特定を出力するように構成される。

メモリ110はさらに、断層撮影医用スカウト画像データ124を含むものとして示されている。メモリ110はさらに、断層撮影医用スカウト画像データ124を解剖学的検出モジュール122に入力することによって得られた断層撮影医用スカウト画像データ124内の解剖学的偏差126の位置特定を含むものとして示されている。解剖学的偏差126の位置は例えば、断層撮影医用スカウト画像データ124内で指定される位置とすることができる。他の例では、それはセグメンテーションであってもよい。解剖学的偏差126の位置特定の受信に応答して、警告信号128が生成されている。この警告信号128は、様々な動作をトリガするために使用されてもよい。この例では、ユーザインターフェース108がディスプレイ130を備えるものとして示されている。解剖学的偏差が検出されることをオペレータに示すために、警告メッセージ132がディスプレイ130上に配置される。

図2は、図1の医用システムの操作方法を示すフローチャートを示す。この方法は、ステップ200から開始する。ステップ200において、断層撮影医用スカウト画像データ124が受信される。次に、ステップ202において、断層撮影医用スカウト画像データ124が解剖学的検出モジュール122に入力される。解剖学的検出モジュール122が解剖学的偏差を検出した場合、それは解剖学的偏差126の位置特定を出力する。それに応答して、プロセッサ104は、ステップ204において警告信号128を生成する。

図3は、医用システム300のさらなる例を示す。医用システム300は、断層撮影医用撮像システム302をさらに備えることを除いて、図1の医用システム100と同様である。図3の断層撮影医用撮像システム302は、代表的なものであることが意図されている。これは、例えば、磁気共鳴撮像システム、コンピュータ断層撮影システム、コンピュータ断層撮影システムと陽電子放出断層撮影システムとの組み合わせ、又は場合によっては磁気共鳴撮像システムと陽電子放出断層撮影システムとの組み合わせであってもよい。

断層撮影医用撮像システムは、撮像ゾーン304を含む。撮像ゾーン304は、医用システム302が医用画像データを測定することができる空間内の領域である。被検体306は、被検体支持体308上に横たわるように示されている。被検体306は、少なくとも部分的に撮像ゾーン304内にある。撮像ゾーン304内には、第1の領域310、第2の領域312、及び第3の領域314がある。第1領域310は、断層撮影医用スカウト画像データ124が取得される領域に相当する。メモリ110はさらに、3つの位置310、312、又は314の何れかから医用画像データを取得するために断層撮影医用撮像システム302を制御するために使用することができる医用撮像システム制御コマンド320を含む。いくつかの例では、第3の領域314が第1の領域310から外に延在することができる。

プロセッサ104は、臨床スキャン計画データ322を計算するように構成することができる。これは、第2の領域312から臨床断層撮影医用撮像データ324を取得するように修正されてもよい。第3の領域313は、解剖学的偏差を含む被検体306の領域を表すことができる。解剖学的偏差126の位置は例えば、第3の領域314の座標又は位置を含むことができる。断層撮影医用スカウト画像データ124の受信に応答して、臨床スキャン計画データ322を生成することができる。臨床スキャン計画データ322は例えば、ユーザインターフェース108に手動で入力されてもよいし、自動アルゴリズム又はニューラルネットワークを用いて生成されてもよい。臨床スキャン計画データ322は、臨床断層撮影医用画像データ324を取得するために医用撮像システム制御コマンド320を修正するために使用されることがある。

図4は、医用システム400のさらなる例を示す。
図4に示す例は、断層撮影医用撮像システム302が具体的には磁気共鳴撮像システム402であることを除いて、図3に示す例と同様である。

磁気共鳴撮像システム402は、磁石404を含む。磁石404は、それを貫通するボア406を有する超伝導円筒形磁石である。異なる種類の磁石の使用も可能である。例えば、分割円筒形磁石といわゆるオープン磁石の両方を使用することも可能である。分割円筒形磁石はクライオスタットが磁石の等平面へのアクセスを可能にするために2つのセクションに分割されていることを除いて、規格円筒形磁石と同様であり、このような磁石は例えば、荷電粒子ビーム治療と併せて使用されてもよい。オープン磁石は被検体を受け入れるのに十分な大きさの間隔を有する2つの磁石部分を有し、その間にはヘルムホルツコイルと類似した2つの部分の配置がある。オープン磁石は、被写体が限定されていないため、人気がある。円筒形磁石のクライオスタットの内部には、超電導コイルの集合体がある。円筒状磁石404のボア406内には、磁気共鳴CT形成を実行するのに十分な強さ及び均一性を有する撮像ゾーン304が存在する。この例における第1の領域310、第2の領域312、及び第３の領域324は、関心領域(ROI)であると考えることができる。取得される磁気共鳴データは、典型的には関心領域について取得される。

磁石のボア406内には磁場傾斜コイル410のセットも存在し、これは磁石404の撮像ゾーン408内の磁気スピンを空間的に符号化するための予備的な磁気共鳴データの取得のために使用される。磁場傾斜コイル410は磁場傾斜コイル電源412に接続される。磁場傾斜コイル410は、代表的なものであることが意図されている。典型的には、磁場傾斜コイル410が3つの直交する空間方向において空間的に符号化するための3つの別々のセットのコイルを含む。磁場傾斜電源は、磁場傾斜コイルに電流を供給する。磁場傾斜コイル410に供給される電流は、時間の関数として制御され、ランプ状にされてもパルス状にされてもよい。

撮像ゾーン304に隣接して、撮像ゾーン304内の磁気スピンの配向を操作し、また撮像ゾーン304内のスピンからの無線送信を受信するための無線周波数コイル414がある。無線周波数アンテナは、複数のコイル要素を含んでもよい。無線周波数アンテナは、チャネル又はアンテナと呼ばれることもある。無線周波数コイル414は、無線周波数トランシーバ416に接続される。無線周波数コイル414及び無線周波数トランシーバ416は、別個の送信コイル及び受信コイル、ならびに別個の送信機及び受信機と置き換えてもよい。無線周波数コイル414及び無線周波数トランシーバ416は、代表的であることが理解される。無線周波数コイル414は、専用の送信アンテナ及び専用の受信アンテナを表すことも意図されている。同様に、トランシーバ416も、別個の送信機及び受信機を表すことができる。また、無線周波数コイル414は複数の受信／送信素子を有してもよく、無線周波数トランシーバ416は複数の受信／送信チャネルを有する可能性がある。例えば、検出などの並列撮像技術が実行される場合、無線周波数414は、複数のコイル要素を有することができる。

トランシーバ416及び傾斜コントローラ412は、コンピュータシステム102のハードウェアインターフェース106に接続されているものとして示されている。

この例では、医用撮像システム制御コマンドはパルスシーケンスコマンドであり、臨床断層撮影医用撮像データ324及び断層撮影医用スカウト画像データ124は両方とも磁気共鳴画像である。

メモリはさらに、偶発的なスキャンインジケータ420を含むものとして示されている。これは、例えば、ユーザインターフェース108を介して、又は例えばネットワーク接続を介して受信されてもよい。メモリ110はさらに、偶発的なスキャン計画データ422を含むものとして示されている。これは、例えば、第3の領域314から偶発的な断層撮影医用撮像データ426を取得するために使用され得る。場合によっては、偶発的なスキャン計画データ422が手動で入力されてもよい。他の場合には、それは自動スキャン計画モジュール428によって生成されてもよい。

図5は、図3の医用システム300のさらなる図を示す。医用システム300は、医用システム400に置き換えることもできる。この例では、医用システム300がネットワークインターフェース500を介して、例えば、スマートフォン502、モバイル計算デバイス504、ワークステーション506、及びデスクトップコンピュータ508などの様々な計算デバイスに接続される。これらの装置602、604、606、608は、許容されるコンピュータ装置610の例である。それらは、例えば、医療専門家又は医師の仕事用又はパーソナル計算デバイスであってもよい。医用システム300が解剖学的偏差を検出し、警告信号128を提供すると、医用システム300は、装置502、504、506、508の1つに警告信号を転送することができる。それに応答して、それは、デバイスの1つから偶発的なスキャンインジケータ420を受信することができる。

いくつかの例では、医用システム300が現在のユーザアクティビティを決定するために、許容される計算デバイス610の各々をポーリングしてもよい。所定の選択基準を使用して、デバイス502、504、506、508を許容される計算デバイス610から選択することができる。これは、例えば、より迅速な応答、ならびにデバイスの1つを使用する医師又は医療専門家の時間のより効率的な使用を可能にし得る。

図6は、スマートフォン502のさらなる図を示す。警告信号が医用システム300によって生成されるとき、システムは、スマートフォン502を所有する医師が現在電子メールを使用していると判定した。これに応答して、医用システム300は、警告信号をスマートフォン502に送信した。この場合、スマートフォン502は、選択される計算デバイス600である。これにより、警告メッセージ604がスマートフォン502のユーザインターフェース602に表示される。次に、例えば、2つのボタンが提示され、そのうちの1つは、レビューナウボタン606及び拒否レビュー608である。レビューナウボタン606が押されると、ユーザインターフェース602上に、スカウトスキャンを記述し、位置特定を提供するデータが表示される。これから、医師又は医療専門家は、偶発的なスキャンインジケータ420を提供することができる。場合によっては、偶発的スキャンインジケータ420が第3の領域をスキャンするか否かを示すだけであってもよい。他の場合には、それはさらなるスキャンを実行する方法について、より詳細な指示を提供することがある。

例えば腰椎の磁気共鳴(MR)スキャンを行う場合、スカウト又はローカライザスキャン(例えば、T1加重低解像度スキャン、3つの直交平面)が最初に撮影され、診断画像の幾何学的形状を計画するために使用される。スカウトスキャンでは、腎腫瘍や大動脈瘤など、画像診断(視野検査など)では適切に描出されない偶発的な所見が明らかになることがある。典型的には、偶発的な所見がスキャンエピソードに続いて、検討が解釈されるまで検出されない。時折、所見は、低解像度でしか見えず、典型的には無視されるスカウト画像であるので、検出さえされない。その結果、偶然の所見が見逃されるか、又は発見される場合には、患者に別のスキャンセッションを勧めなければならない。
例は、以下の特徴の1つ以上を組み合わせてもよい。
1．(1)スカウトビューで偶発的所見を特定する際の改善される感度のための機会を提供する、より高いコントラスト及び／又は空間分解能、及び／又は(2)共通の偶発的所見（腎臓、大動脈、卵巣など）を含める可能性を高める改善される空間カバレッジを含むMR検査カードを設計する。
2．MRスカウトスキャンで（例えばニューラルネットワーク又はモデルベースのアプローチを使用して）偶発的所見のクラス（腎臓、大動脈、卵巣など）を検出し、追加のMRシリーズの潜在的な必要性を判断する。
3.追加のMRシリーズが必要になる可能性がある場合、スカウト画像の迅速な双方向通信をトリガーし、追加のスキャンを可能にするため、患者がまだMRスキャナーを使用している間に迅速にレビューするように、（たとえば、オンプレミスで直接、又はリモート／クラウドベース手段（たとえば、遠隔放射線学）を介して ）放射線科医にそのような画像のレビューを自動的に生成する。
4.患者を解放できるか、追加のMRシリーズの決定が保留中であるか、または追加のスキャンを実行する必要があるかをメッセージでMRスキャナーのオペレーターに通知する。
5.必要に応じて、追加のMRシリーズの取得を自動的に開始する。
ステップ2及びステップ3はMRスキャンの残りの部分が実施されている間にスカウトスキャンを取得した後に行われる。これは追加の画像が適切であれば、同じ設定で取得される場合に、患者がMRスーツから離れる前に偶発的な所見が検出される可能性があるためである。

例示的な医用システムは、MRスキャナコンソール又は他の断層撮影撮像システムコンソールと一体化されてもよい。

腰椎のMR撮像は依頼される最も共有されるMR検査の間、第二に脳MRのみにある。一般的には、放射線科医、及びしばしば神経放射線科医又は筋骨格放射線科医が検査を読影する。多くの画像検査に典型的なように、腰椎MRは外科的疾患が見つからなければ、いったん完了する検査であることが多く、薬物療法及び／又は非薬物療法(例えば、理学療法)から成る内科的治療又は無治療が患者に提供される。いずれのシナリオにおいても、腰椎MRが実施される可能性のある唯一の高度な画像診断であることが考えられる(単純X線写真も一般的に実施されている)。

時折、MR腰椎検査で偶発的な所見が開示され、その時点で放射線科医がゲートキーパーとなる。所見がほとんど有意でない場合、それらは報告書の所見にほとんど含まれていない。偶発的な所見がより重要である場合、そのような所見は一般に、撮像レポートの印象(結論)に列挙され、一般に、電話、テキスト、又は他の方法論によって、紹介する医師／提供者に報告される。残念ながら、所見が観察され報告されず、腰椎MRが精密検査中に実施される唯一の検査であることが証明される場合、偶発的所見(例えば、腎／尿管腫瘍、腹部大動脈瘤、卵巣腫瘤、副腎腫瘤など)すなわち、機会漏れシナリオが進行する可能性がある。

したがって、偶発的病変が1であるという正の結果のオッズを高めるシステムを確立することが支援される。2で検出される。3で報告される。それ以外では偶然に発見される重大な健康上の脅威にもかかわらず、患者に良好な結果を得る最適な機会を提供するように行動している。さらに役立つのは、患者が依然として検査を受けている間に、自動検出及びその放射線科医への報告を可能にするこのようなシステムであり、MR検査の残りの部分を、初期の「標的」、腰椎だけでなく、偶然発見される異常の領域を含めるように調整することができる。

例えば、腰椎のMRスキャンを行う場合、スカウト又はローカライザスキャン(例えば、T1加重低解像度スキャン、3つの直交平面)が最初に撮影され、取得されるべき診断画像の幾何学的形状を計画するために使用される。

スカウトスキャンは偶発的な所見(腰椎の通常のMRI検査の20％まで)を明らかにすることがあり、その位置によっては、診断用MR画像では見えないことがある。例えば、腎臓や副腎の腫瘤は、腎臓のごく一部が覆われているだけであるので、診断用MR画像では見えないことがよくある。また、大動脈瘤は、事前飽和帯域のため、診断用MR画像では見えないかもしれない。これらの2つの例では、発見がスカウト画像上に含まれてもよく、しばしば含まれる。これらの所見の一部は解釈時にその後観察されるが、残念ながら検出されないこともある。観察される場合、このような患者は、さらなるスキャニングセッションのために招待され得る。

多くの場合、そのような追加のセッションを回避することが望ましい。このようなセッションは、すべての当事者にとって不便である。さらに、それらは、部分的には追加のスキャン及び解釈(すなわち、技術的及び専門家の手数料)から、そして部分的にはワークフローの中断から、患者ならびに医師及び診療環境(例えば、画像中心)の両方へ、追加の費用を被る。サービス世界の料金では、追加料金請求を支持する議論もあるかもしれない。価値ベースの世界ではこのような追加努力が事前交渉されるマネージドケア契約から差し引かれるように、完全に費用ベースである。

例は理想的には偶発的な所見のよりタイムリーな認識を可能にする、共通経路の代替を提供することができ、その結果に関する意思決定は、患者が依然としてスキャナー治療台にいる間に従事できる。特に、例はスカウトスキャンが偶発的な所見を明らかにする場合に、さらなる撮像セッションのために患者を想起する必要性を減少させることを可能にし得る。

実施例はまた、潜在的に、ある程度の人工／拡張知能又は深層学習アルゴリズムの導入を可能にし、そのような所見を検出する感度及び潜在的に特異性を改善する。
実施例は、以下の特徴の1つ以上を組み込み得る。
1．(1)スカウトビューで偶発的所見を特定する際の改善される感度のための機会を提供する、より高いコントラスト及び／又は空間分解能、及び(2)共通の偶発的所見（腎臓、大動脈、卵巣など）を含める可能性を高める改善される空間カバレッジを含むMR検査カードを設計すること、
2．MRスカウトスキャンで（例えばニューラルネットワーク又はモデルベースのアプローチを使用して）偶発的所見のクラス（腎臓、大動脈、卵巣など）を検出し、追加のMRシリーズの潜在的な必要性を判断すること、
3.追加のMRシリーズが必要になる可能性がある場合、スカウト画像の迅速な双方向通信をトリガーし、追加のスキャンを可能にするため、患者がまだMRスキャナーを使用している間に迅速にレビューするように、（たとえば、オンプレミスで直接、又はリモート／クラウドベース手段（たとえば、遠隔放射線学）を介して ）放射線科医にそのような画像のレビューを自動的に生成すること、
4.患者を解放できるか、追加のMRシリーズの決定が保留中であるか、または追加のスキャンを実行する必要があるかをメッセージでMRスキャナーのオペレーターに通知すること、
5.必要に応じて、追加のMRシリーズの取得を自動的に開始すること
である。
理想的な場合には、ステップ2及び3が患者の以前に計画される画像が達成される前に完了することができる。

以下では、ワークフローにおける異なるステップと、異なるステップにおいて適用される技術的手段とを、腰椎MRIスキャンの実例において説明する。サンプルプロトコルとして、本発明者らは、規格MRプロトコルが事前飽和帯域及びジオメトリを使用して軸方向T1加重スライスを含むと仮定する。

図7は、方法のさらなる例を示す。この方法は、スカウトスキャンが取得されるステップ700から開始する。次に、ステップ702において、スカウトスキャンを使用して、スキャン計画が実行される。これは、例えば、自動又は手動システムであってもよい。スカウトスキャンが取得される後、ステップ706が並行して実行される。ステップ706では、解剖学的偏差を検出するのと同等のスカウトスキャンで所見を検出する。ステップ706及び702が実行された後、ステップ708が実行される。ステップ708において、必要とされる追加のスキャンがあるかの評価が決定される。例えば、解剖学的偏差の位置が、ステップ702で計画されるスキャンの範囲内にある場合、必要でないことがある。ステップ702が実行される後、ステップ704が実行される。これは通常の医用画像を取得するためであり、これは臨床断層撮影医用画像データを取得することと同等である。ステップ708が実行される後、スカウトスキャン710の遠隔評価が実行される。ステップ712では、オペレータのための情報が提供される。最後に、ステップ714において、追加の画像が計画され、取得される。これらのステップは、以下でより詳細に説明される。

700 スカウトスキャン取得
最初に、スカウト又はローカライザスキャンが取得される。
スカウトスキャンは例えば、3つの直交する平面を有するT1強調低解像度スキャンである。スカウトスキャンは腰椎よりも広い領域を覆っており、例えば腎臓や、おそらく大腿骨頭を示している。その後、スカウトスキャンはスキャン計画に用いられ、脊髄外所見を検出するために処理される。偶発的な発見の検出は、スキャン計画が実行されるシステム上で行われてもよい。代わりに、スカウトスキャンが偶発的な発見の検出を実行するサーバ又はクラウドに送信される。

スカウトスキャンにおいて偶発的な発見を識別するための前提条件は、コントラスト、空間分解能、及び空間的カバレッジの点で十分な画質である。これを達成するために、1つの実施形態では、予想される解剖学的位置のカメラベースの識別などの強化されるプレスキャン位置特定技術と、画像取得の加速度を可能にする圧縮検出などの技術的改善との両方を利用して、スカウト画像が再び取得される。この後者の時間節約は同じ期間中に取得されるスカウト画像の数を増加させるために、又は画像コントラスト及び空間分解能を向上させるために、又は両方のいくつかのために展開することができる。そのようなパラダイムによれば、スカウト画像の改善される取得が影響を受ける。

702 スキャン計画の実行
スカウトスキャンを使用して、取得されるべき画像の取得が定義される。具体的な実施形態では、軸方向スライスの幾何学的形状及び事前飽和帯域が定義されるという手段がある。

偶発的な所見が検出される場合(ステップ706)、システムはスキャン計画中に検出される所見を示し、偶発的な所見の領域をカバーするためにスキャンジオメトリ(例えば、追加の軸方向画像スライス)を適切に拡張するオプションを提供することができる。

704 画像取得
スキャン計画の完了後、MR画像(規格)が取得される。

706 スカウトスキャンでの所見の検出
学習の基礎として十分に大量のアノテートされるスカウトスキャンを使用して、ニューラルネットワーク(例えば、Uネット)を訓練し、横断的スカウトスキャンにおける(左又は右の)腎臓の位置を特定し、セグメント化するために使用することができる。(左又は右の)腎臓が画像内に見られる場合、さらなるニューラルネットワークが訓練され、腎臓がどのような異常を示すか、及びどのような種類の異常を示すかを分類するために使用され得る。モンテカルロシミュレーションドロップアウトのような技術を使用して、所見に関連する確実性を導出することができる。

代わりに、変形可能なモデル又はアクティブな形状モデルを使用して、スカウトスキャンにおいて腎臓をセグメント化することができる。その後、腎臓の形状や腎臓内部の強度分布を解析することで、腫瘍やその他の異常を識別することがある。

この処理ステップの結果として、(横断)スカウトスキャンにおける腎臓の位置が、異常の存在の指標及び確実性と共に知られる。このアプローチ及び同様のアプローチは、腎臓以外に関連した他の偶発的所見にも適用できる。さらに、特定の撮像プロトコル(MRシリーズ情報)が、偶発的な所見の各クラスに関連付けられる。例えば、腎臓に関連する偶発的な所見の場合には、腎臓を覆う軸方向T1及びT2強調画像スタックを追加のMR系列として提案することができる。

708 追加スキャンの必要性の評価
所見の種類、確実性及び分類(臨床的意義)に応じて、追加のスキャン及び／又は放射線科医によるスカウトスキャンの遠隔評価の必要性が決定される。このステップ内で、システムはまた、計画される画像ジオメトリ(ステップ702)、検出される所見の位置、及び検出される所見を画像する必要性(MRシーケンス)に関する情報を使用することができる。
この文脈では、3つの場合を想定することができる。
追加スキャンなし、遠隔評価なし
この選択肢は例えば、所見が高い確実性で検出されないか、検出される所見が大きな確実性で臨床的意義を持たない場合に選択されるべきである。
追加スキャン
この選択肢は例えば、臨床的に関連する所見が高い確実性で検出され、撮像のためのプロトコルが明確であり、撮像のための追加の努力が制限される(例えば、追加の造影剤が必要とされない)場合に選択されるべきである。
遠隔評価
その他の場合は、このオプションを選択する必要がある。

決定に関連するパラメータ及び閾値は例えば、スカウトスキャンの遠隔評価によって推測される追加のコスト対単一セッションで追加のスキャンを行うことに関連するコスト節約に関して最適化することができる。

710 スカウトスキャンの遠隔評価
ステップ708の結果に応じて、スカウト画像を読み取る要求と、放射線科医によるそのような画像の自動的に生成されるレビューとが生成される。対応として、追加MR系列を取得すべきか否か、及びどのMR系列を取得すべきかについて、放射線科医が入力した情報をシステムは受信する。システムは、検出される発見から導出される適切な撮像プロトコル(のリスト)を提案することができる。

712 オペレータについての情報
システムは、偶発的な所見評価の状態についてオペレータに知らせる。特に、システムは取得が完了し、患者がスキャン室を出ることができるか、又は計画され、取得されるべき追加のスキャンについての情報を示す。

場合によっては患者の以前に計画される画像が達成される前にステップ6が完了しているが、システムはステップ6の応答が依然として保留中であるかどうかを示すこともできる。

714 追加画像の計画及び取得
追加のMR系列が要求される場合、それぞれの情報がステップ6から自動的に取得され、オペレータは要求されるスキャンを計画し、取得することができる。例えば、腎臓に異常が検出される場合、システムは、腎臓を覆う軸方向T1及びT2強調画像スタックを計画するように求める。システムは、疑わしい病変の位置を示すか、又は腎臓を強調して、軸方向スライススタックの位置決めをサポートすることができる。さらに、このシステムは呼吸運動による腎臓の位置の不確実性を説明するために、腎臓の上下に追加のマージンを追加することができる。追加のMR系列の計画が完了した後、画像が取得される。

本発明は図面及び前述の説明において詳細に図示及び説明されているが、そのような図示及び説明は例示的又は例示的であり、限定的ではないと見なされるべきであり、本発明は開示される実施形態に限定されない。

開示される実施形態に対する他の変形は図面、開示、及び添付の特許請求の範囲の検討から、特許請求される発明を実施する際に当業者によって理解され、実施されることができる。特許請求の範囲において、単語「有する」は他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「a」又は「an」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単位は、特許請求の範囲に列挙されるいくつかのアイテムの機能を満たすことができる。特定の尺度が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの尺度の組み合わせが有利に使用されることができないことを示すものではない。コンピュータプログラムは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記憶媒体又はソリッドステート媒体などの適切な媒体上に記憶／配布することができるが、インターネット又は他の有線もしくは無線電気通信システムなどを介して、他の形態で配布することもできる。特許請求の範囲におけるいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

100 医用システム
102 コンピューター
104 プロセッサ
106 ハードウェアインターフェース
108 ユーザーインターフェース
110 メモリ
120 機械実行可能命令
122 解剖学的検出モジュール
124 断層撮影医用スカウト画像データ
126 解剖学的偏差の局在
128 警告信号
130 ディスプレイ
132 警告メッセージ
200 断層撮影医用スカウト画像データを受信
202 断層撮影医療検出モジュールを解剖学的検出モジュールに入力することに応答して、解剖学的検出モジュールからの解剖学的偏差の位置特定を受信
204 ローカリゼーションが受信される場合、警告信号を提供
300 医用システム
302 断層撮影医用画像システム
304 撮像ゾーン
306 被検体
308 被検体支持部
310 第一の領域
312 第二の領域
314 第三の領域
320 医用画像システム制御コマンド
322 臨床スキャン計画データ
324 臨床断層撮影医用画像データ
400 医用システム
402 磁気共鳴画像システム
404 磁石
406 磁石のボア
410 磁場傾斜コイル
412 磁場傾斜コイル電源
414 高周波コイル
416 トランシーバー
420 偶発的スキャンインジケーター
422 偶発的なスキャン計画データ
424 偶発的制御コマンド
426 偶発的な断層撮影医用画像データ
428 自動スキャン計画モジュール
500 ネットワーク接続部
502 スマートフォン
504 モバイル計算デバイス
506 ワークステーション
508 デスクトップコンピューター
510 許容される計算デバイスのリスト
600 選択される計算デバイス
602 ユーザーインターフェース
604 代替メッセージ
606 現在レビューボタン
608 レビュー拒否ボタン
610 許容されるコンピューターデバイス
700 スカウトスキャンを取得
702 スキャン計画を実行
704 画像を取得
706 スカウトスキャンで所見を検出
708 追加スキャンの必要性を評価
710 スカウトスキャンのリモート評価
712 オペレーター向けの情報

Claims (14)

1. 医用システムであって、
   撮像ゾーンから医用撮像データを取得するように構成される断層撮影医用撮像システムと、
   断層撮影医用スカウト画像データを取得するように前記断層撮影医用撮像システムを制御するように構成される医用撮像システム制御コマンド及び機械実行可能命令を記憶するメモリと、
   解剖学的検出モジュールであって、前記解剖学的検出モジュールは、断層撮影医用スカウト画像データを入力することに応答して解剖学的異常を検出するように構成され、前記解剖学的検出モジュールは、前記解剖学的異常が検出される場合に、前記断層撮影医用スカウト画像データ内の前記解剖学的異常の位置特定を出力するように構成される、解剖学的検出モジュールと、
   前記医用システムを制御するように構成されるプロセッサであって、前記機械実行可能命令の実行は、前記プロセッサに、
   前記医用撮像システム制御コマンドを用いて前記断層撮影医用撮像システムを制御することによって、前記断層撮影医用スカウト画像データを取得させ、
   前記断層撮影医用スカウト画像データを取得することに応答して臨床スキャン計画データを受信させ、前記断層撮影医用スカウト画像データは第1の領域を記述し、前記臨床スキャン計画データは、第2の領域を記述する臨床断層撮影医用画像データを取得するために前記医用撮像システム制御コマンドを修正するように構成され、第2の領域は第1の領域内にあり、前記臨床断層撮影医用画像データは前記断層撮影医用スカウト画像データよりも高い解像度を有し、
   前記臨床スキャン計画データを用いて前記医用撮像システム制御コマンドを修正することによって臨床制御コマンドを構成させ、
   前記臨床制御コマンドを用いて前記医用撮像システムを制御することによって前記臨床断層撮影医用画像データを取得させ、
   前記断層撮影医用スカウト画像データを前記解剖学的検出モジュールに入力させ、
   前記断層撮影医用スカウト画像データを前記解剖学的検出モジュールに入力することに応答して前記解剖学的検出モジュールからの前記解剖学的異常の位置特定を受信させ、
   前記位置特定が受信される場合、警告信号を提供させ、
   前記警告信号を提供することに応答してユーザインターフェイスを介して医師又は医療専門家の何れかから、又は前記警告信号を選択された計算デバイスに送信することに応答してネットワーク接続を介して前記選択された計算デバイスから、偶発的スキャンインジケータを受信させ、前記偶発的スキャンインジケータは、被検体解放選択子又は偶発的スキャン選択子を提供し、
   前記偶発的スキャンインジケータが前記被検体解放選択子を提供する場合、前記臨床断層撮影医用画像データの取得を完了した後に被検体解放信号を提供させ、
   前記偶発的スキャンインジケータが前記偶発的スキャン選択子を提供する場合、偶発的スキャン計画データを受信させる、
   医用システム。
2. は、磁気共鳴撮像システム、コンピュータ断層撮影システム、コンピュータ断層撮影と陽電子放出断層撮影との複合システム、及び磁気共鳴撮像システムと陽電子放出断層撮影との複合システムの何れか1つである、請求項1に記載の医用システム。
3. 前記機械実行可能命令の実行はさらに前記プロセッサに、
   前記偶発的スキャン計画データを用いて前記医用撮像システム制御コマンドを修正することによって偶発的制御コマンドを構成させ、
   前記偶発的制御コマンドを用いて前記医用撮像システムを制御することによって、偶発的な断層撮影医用撮像データを取得させる、
   請求項1又は2に記載の医用システム。
4. 前記偶発的スキャン計画データは第3の領域を記述し、前記第3の領域は少なくとも部分的に前記第1の領域内にあり、前記第3の領域は少なくとも部分的に前記第2の領域から切り離されている、請求項1乃至３の何れか一項に記載の医用システム。
5. 前記機械実行可能命令の実行は、前記臨床断層撮影医用画像データの取得が完了する前に、前記選択される計算デバイスに前記警告信号を送信させる、請求項1乃至４の何れか一項に記載の医用システム。
6. 前記医用システムは、前記選択される計算デバイスを備え、前記選択される計算デバイスはディスプレイを備え、前記選択される計算デバイスは受信時に前記警告信号を自動的に表示するように構成される、請求項1乃至５の何れか一項に記載の医用システム。
7. 前記メモリは、許容される計算デバイスのリストを有し、前記機械実行可能命令の実行は前記プロセッサにさらに、
   現在のユーザアクティビティについて前記許容される計算デバイスをポーリングさせ、
   前記現在のユーザアクティビティに所定の選択基準を適用することによって、前記許容される計算デバイスから前記選択される計算デバイスを選択させる、
   請求項1乃至６の何れか一項に記載の医用システム。
8. 前記現在のユーザアクティビティは、いつ前記許容される計算デバイスの各々が最後に使用されたかの指示、及び／又は前記許容される計算デバイスの各々に対する現在のユーザアクティビティである、請求項7に記載の医用システム。
9. 前記許容される計算デバイスの少なくとも1つはスマートフォンであり、前記スマートフォンの選択のための前記所定の選択基準は、電子メールアプリ又はレジャータイムアプリの使用である、請求項7又は8に記載の医用システム。
10. 前記許容される計算デバイスの少なくとも1つは放射線ワークステーションであり、前記放射線ワークステーションの選択のための前記所定の選択基準は、他の医用撮像データのレビューのための前記放射線ワークステーションの使用である、請求項7、8、又は9に記載の医用システム。
11. 前記解剖学的検出モジュールはセグメンテーションアルゴリズムを有し、前記セグメンテーションアルゴリズムは、前記解剖学的異常を検出するために適合される、請求項1乃至１０の何れか一項に記載の医用システム。
12. 前記解剖学的検出モジュールはニューラルネットワークを有し、前記ニューラルネットワークは、前記断層撮影医用スカウト画像データを受信することに応答して、前記解剖学的異常の位置特定を出力するように構成される、請求項1乃至１１の何れか一項に記載の医用システム。
13. 前記ニューラルネットワークはUNetニューラルネットワークであり、及び／又は、前記ニューラルネットワークは、
    トレーニングデータを受信するステップであって、前記トレーニングデータはトレーニング断層撮影医用スカウト画像データを有し、前記トレーニングデータはラベルをさらに有し、前記ラベルは、前記トレーニング断層撮影医用スカウト画像データにおける解剖学的異常の位置特定を識別する、ステップと、
    深層学習アルゴリズムに従って、前記トレーニングデータを用いて前記ニューラルネットワークを訓練するステップと
    に従って訓練される、請求項12に記載の医用システム。
14. 機械実行可能命令と解剖学的検出モジュールとを有するコンピュータプログラムプロダクトであって、前記機械実行可能命令は、医用システムを制御するプロセッサによって実行されるように構成され、前記医用システムは、撮像ゾーンから医用撮像データを取得するように構成される断層撮影医用撮像システムを有し、前記解剖学的検出モジュールは、断層撮影医用スカウト画像データを入力することに応答して解剖学的異常を検出するように構成され、前記解剖学的検出モジュールは、前記解剖学的異常が検出される場合に、前記断層撮影医用スカウト画像データ内の前記解剖学的異常の位置特定を出力するように構成され、前記機械実行可能命令の実行は前記プロセッサに、
    医用撮像システム制御コマンドを用いて前記断層撮影医用撮像システムを制御することによって前記断層撮影医用スカウト画像データを取得させ、前記医用撮像システム制御コマンドは、前記断層撮影医用撮像システムを制御して前記断層撮影医用スカウト画像データを取得するように構成され、
    前記断層撮影医用スカウト画像データを取得することに応答して臨床スキャン計画データを受信させ、前記断層撮影医用スカウト画像データは第1の領域を記述し、前記臨床スキャン計画データは、第2の領域を記述する臨床断層撮影医用画像データを取得するために前記医用撮像システム制御コマンドを修正するように構成され、前記第2の領域は前記第1の領域内にあり、前記臨床断層撮影医用画像データは前記断層撮影医用スカウト画像データよりも高い解像度を有し、
    前記臨床スキャン計画データを用いて前記医用撮像システム制御コマンドを修正することによって臨床制御コマンドを構成させ、
    前記臨床制御コマンドを用いて前記医用撮像システムを制御することによって前記臨床断層撮影医用画像データを取得させ、
    前記断層撮影医用スカウト画像データを前記解剖学的検出モジュールに入力させ、
    前記断層撮影医用スカウト画像データを前記解剖学的検出モジュールに入力することに応答して前記解剖学的検出モジュールからの前記解剖学的異常の位置特定を受信させ、
    前記位置特定が受信される場合、警告信号を提供させ、
    前記警告信号を提供することに応答してユーザインターフェイスを介して医師又は医療専門家の何れかから、又は前記警告信号を選択された計算デバイスに送信することに応答してネットワーク接続を介して前記選択された計算デバイスから、偶発的スキャンインジケータを受信させ、前記偶発的スキャンインジケータは、被検体解放選択子又は偶発的スキャン選択子を提供し、
    前記偶発的スキャンインジケータが前記被検体解放選択子を提供する場合、前記臨床断層撮影医用画像データの取得を完了した後に被検体解放信号を提供させ、
    前記偶発的スキャンインジケータが前記偶発的スキャン選択子を提供する場合、偶発的スキャン計画データを受信させる、
    コンピュータプログラムプロダクト。