JP2005528936A - 分散診断撮像システム - Google Patents

Abstract

複数の診断スキャナは、様々な様式に対する再構成及び後再構成処理を行う遠隔共同処理センタへのアクセスを共有する。各診断スキャナは、回線を通じて電子的に遠隔センタへデータセットを与える。スケジューリングコンピュータは、受信された各データセットに優先度を割り当て、それに従って複数の並列プロセッサを制御する。再構成された画像表現は、モニタ上での表示のために、それらを送信したアドレスへ戻るよう又は他の指示されたサイトへ、電子的に送信される。遠隔センタ内にロードされたアップグレードは、全てのユーザにとってすぐに利用可能である。個々のスキャナのソフトウエア変更、ハードウエア調整、訓練サービス、動作監視、及びスキャナ操作サービスは、遠隔センタから与えられる。

Description

本発明は、診断撮像技術に関連する。本発明は、特に、多くの様式のスキャナからの診断撮像スキャンを再構成することに関して特に適用が見いだされ、これについて特に参照して説明される。しかしながら、本発明はまた、単一様式の撮像システム、非診断撮像システムと組み合わされた撮像システム等にも適用可能であることが認められよう。

今日、医用撮像の分野では、診断イメージャは、対象の内部の画像を発生するために広く用いられている。一般的に、医用診断イメージャは、放射線、電磁場、超音波等を用いて対象の内部を非侵襲的に検査する。各医用イメージャはそれ自身のコンピュータを有し、各コンピュータは、検査を制御し、対象の内部領域の人間読み取り可能な画像を生成するよう結果としての画像を再構成する。再構成の処理は、しばしば非常に時間のかかるものであり、他の要因のうちでも特に、様式、再構成の方法、撮像領域の大きさ、解像度、並びに、選択された画質及びフィルタリングといった要因によっては、データが収集された後に何時間もかかりうる。高品質、高解像度の核カメラによる画像再構成は、１．５ギガヘルツのPentium （登録商標）4プロセッサでは、しばしば１乃至２時間かかり、非常に洗練された再構成の場合は、最大で１６時間かかる。患者の検査時間がかなり短くなっても、再構成にかかる時間が長いため、検査されうる患者の数は限られる。逆にいえば、長い再構成の時間は、より高速であるがあまり適切でない画像再構成技術を選択させることがある。

定期的に、再構成の能力を改善するためにソフトウエアのアップグレードが開発されている。このようなアップグレードは、新しいデータ収集シーケンス、新しい再構成アルゴリズム、アップグレードされた再構成技術等を含みうる。しばしば、かかるアップグレードは、イメージャの製造者によって開発され、イメージャの購入者に利用可能とされる。典型的には核撮像法では、アップグレードされたオペレーティング及び再構成システムは、典型的には数十枚のＣＤである多くのコンパクトディスク上にロードされる。アップグレードＣＤのロード作業は、手間と時間がかかる。アップグレード処理中、スキャナは撮像のために利用可能ではない。保証及びサービス契約に応じて、個々のスキャナは様々な度合いでアップグレードされ、サービスと潜在的な保守の必要性についてはオペレーティングシステムに様々な違いが残される。

更に、訓練、機械の故障の診断、スキャナの操作等は、サイト毎に行われる。規定された時間内にのみ撮像サービスが利用可能な施設もある。勤務時間後は、緊急の撮像の必要性を取り扱う勤務中の操作者はいなくなる。

本発明は、上述の課題及び他の課題を克服する新規且つ改善された方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明の１つの面によれば、診断撮像システムが提供される。複数の走査装置は、その撮像領域内に配置された対象の検査を表わすデータセットを夫々が発生する。走査装置から遠隔の少なくとも１つの共同処理センタは、データセットを対象の画像表現へと処理する。情報転送路は、走査装置からのデータセットを共同処理センタへ転送し、共同処理センタからの画像表現を少なくとも１つの表示操作卓へ転送する。共同処理サイトにある記憶装置は、データが処理又は送信されうるようになるまで、データを保持する。

本発明の他の面によれば、診断撮像の方法が提供される。診断走査装置で検査される対象の内部を表わすデータセットが発生される。データセットの少なくとも一部は、遠隔再構成センタへ電子的に通信される。遠隔センタにおいて、データセットの種類及び実行されるべき再構成が識別される。また、遠隔センタにおいて、データセットが再構成される。再構成されたデータセットは、遠隔の遠隔表示操作卓へ電子的に通信される。表示操作卓において、再構成されたデータセットは人間が読み取り可能な形式へ変換される。

本発明の１つの利点は、より高速な画像再構成にある。他の利点は、アップストリーム（クライアントから中央サイトへの）サービス及びダウンストリーム（中央サイトからクライアントへの）サービスの両方にある。本発明の他の利点は、より低い費用にある。他の利点は、購入者にとっての低減された投資コストにある。他の利点は、スキャナ全体を配置するには実際的でない設置条件に走査ガントリを配置することを可能とすることである。他の利点は、緊急の場合の又は勤務時間後の撮像サービスの利用可能性が広げられることである。他の利点は、遠隔の訓練及び操作の可能性にある。他の利点は、全てのユーザに対するより素早いアップグレードにある。他の利点は、簡単化された修理の潜在性にある。他の利点は、画像の解釈のための中央データベースへのアクセスにある。他の利点は、中央集中された質の管理及び機械の診断にある。更なる他の利点は、再構成の質が多数のレベルであることにある。本発明の更なる利益及び利点については、望ましい実施例を読み、理解することにより、当業者にとって明らかとなろう。

本発明は、様々な構成要素及び構成要素の配置、並びに、様々な段階及び段階の配置の形をとりうる。図面は、望ましい実施例を図示するためだけのものであり、本発明を制限するものと理解されるべきではない。

図を参照するに、複数の医用診断イメージャＳ₁，Ｓ₂，．．．，Ｓ_nは、多局接続回線（tie lines）Ｔで中央処理センタＣＰに接続される。多局接続回線Ｔは、望ましい実施例では、大きな帯域幅の多ギガビットのものである。

各医用診断イメージャは、ハードウエア１０₁，１０₂，．．．，１０_nと、走査ハードウエアを制御し結果としてのデータを再構成するコンピュータ又はプロセッサ１２₁，１２₂，．．．，１２_nを含む。走査ハードウエアは、磁気共鳴撮像システム、核カメラ、ＣＴスキャナ、超音波システム、蛍光透視鏡等を含む。望ましい実施例では、オンボード・プロセッサ１２₁，１２₂，．．．，１２_nは、試験走査（パイロットスキャン）、低解像度画像等の簡単な再構成を行う。複数のスキャナがある大きい施設では、各スキャナはサーバ１４で接続される。サーバ１４は、複数のスキャナと、より少ない多局接続回線との間をインタフェースする。任意に、サーバ１４は、中間の複雑性の再構成を行うのに十分な計算パワーを含みうる。更に、処理センタＣＰは、現場（on-site）に配置されてもよく、例えば単一の病院内の多数のスキャナが処理リソースのプールを共用してもよい。

操作者は、対応する走査ハードウエア１０₁，１０₂，．．．，１０_nを用いて走査を行うためにプロセッサ１２₁，１２₂，．．．，１２_nを用いる。操作者は更に、再構成の性質、優先度等を選択する。要求される再構成に基づいて、プロセッサ又はサーバ１４は、再構成を行うか、又は、データ、態様の性質を含むスキャナの記述、選択された画像処理、優先度等をフォワードする。

中央処理センタでは、セキュリティシステム２０が入来する要求をスクリーニングし、出てゆく処理済みの画像を正しく符号化する。中央又はスケジューリングコンピュータ２２は、全ての要求及びデータを受信し、要求間での仲裁を行う。中央コンピュータは、再構成を完了する時間を推定し、相対的な優先度を割り当て、中央処理センタの資源のスケジューリングを最適化する。中央処理センタがリアルタイム再構成を行っているとき、操作者は再構成についての要求を送信し、スケジューリングコンピュータ２２は、略リアルタイムの再構成がその中で実行されうる時間窓で応答する。リアルタイムスキャン中、患者はスキャナのところにおり、しばしば主治医又は診断医がいるため、リアルタイムスキャンには一般的に高い優先度が与えられる。

スケジューリングコンピュータは、要求を受信すると、データ再構成メモリ２４にアクセスし、適当な再構成アルゴリズムを取り出す。スケジューリングプロセッサは、再構成動作の部分及びデータを、１つ又はそれ以上の補助プロセッサ２６₁，２６₂，．．．，２６_nへ割り当てる。プロセッサ２６は、望ましくは従来技術のものであるが、全てのレベルの速度及び洗練度のコンピュータを含みうる。処理タスクが、多数のコンピュータによって並列に実行されるとき、比較的遅いコンピュータでさえも比較的短い時間内に完了した画像を与えることができる。再構成メモリ２４中の再構成ソフトウエアをアップグレードすると、一回の動作で全てのスキャナ２６₁，２６₂，．．．，２６_nに対する再構成プロセスを効率的にアップグレードすることに注目すべきである。

再構成が完了すると、再構成された画像表現は、データが発せられたスキャナへ戻るよう又は他の指定されたアドレスへ通信される。画像は、各スキャナＳ₁，Ｓ₂，．．．，Ｓ_nに夫々関連付けられるディスプレイ２８₁，２８₂，．．．，２８_n上、同じ施設内にあるがスキャナとは離れた例えば中央処理及び観察室内のディスプレイ２８_cf上、放射線医師の事務所といった遠隔サイトにあるディスプレイ２８_r上等に表示される。望ましくは、スケジューリングプロセッサは、多局接続回線Ｔを介して再構成された画像を戻す。しかしながら、例えばハードコピー画像、公衆電話回線、ディスク及び翌日配達便、インターネット、高速ネットワーク接続といった他のルートによって情報を戻すこともまた考えられる。１つの実施例では、戻される画像表現は、受信端における組み立てのためにタイムスタンプが付され又は他の方法で符号化されたパケットで戻される。

生データ及び再構成された画像は、データを送信したスキャナ内における誤調整及び保守問題を診断するために、生データ及び画像を検査する診断コンピュータ３０へフォワードされる。様々な欠陥は、知られているコンピュータ診断ツールを用いて容易に明らかとなる。例えば、一貫して暗いＣＴ画像データの伝送路は、誤動作している放射線検出器、故障している増幅器等を示しうる。ゴースト又はファントムのある画像、不規則な解像度の画像、予期せぬ低い解像度の画像等もまた、ハードウエアの問題を示す。１つの実施例における診断コンピュータは、サービス技術者による保守訪問のスケジューリングする。任意に、診断コンピュータは、完了した画像に、必要な保守の性質を示すメッセージを添付する。スキャナが断続的な誤動作を報告すると、診断コンピュータは、誤動作をリアルタイムで監視するよう、報告しているスキャナに回線を介して接続する。診断コンピュータは、個々のスキャナから誤動作又は使用のリストを定期的にダウンロードする。適切な場合には、サービスコンピュータは、問題を正すよう個々のスキャナを再プログラムするか又は他の方法で制御する。

請求書作成コンピュータ３２は、再構成の性質及びその優先度と共に再構成技術がどのスキャナから受信されたかについての標識を受信する。請求書作成コンピュータは、要求される再構成のための料金を決定する換算テーブル又はメモリ３４にアクセスする。要求された再構成及び使用料は、そこから請求書が印刷される請求書作成メモリ３６へ通信される。様々な請求方法が考えられる。例えば、ユーザは、非常に低いリース率でハードウエアを取得し、スキャン毎に支払ってもよい。他の方法では、より多数のユーザが、一月当たりに指定された数のスキャンを予め購入してもよい。他の方法では、最小限の再構成ソフトウエアを有するスキャナは、定期的な低い優先度の再構成を使用料なしで得るが、優先度と、より洗練された再構成に対しては使用料がかかるものである。

任意に、中央処理センタは、操作者支援コンピュータ４０を更に含む。操作者支援プログラムは、適切な手順、画像診断、及び他の係る情報に関する要求があると技術者に対して情報を提供する。任意に、操作者支援プログラムはまた、個々のスキャナには格納されていない進歩した走査プロトコルを含みうる。要求に応じて、進歩した走査プロトコルは連結回線を介して、中央処理センタから要求しているスキャナへ転送される。このようにして、個々のスキャナにロードする必要なしに、新しい又は更新されたシーケンスはユーザにとって素早く利用可能とされる。

個々のスキャナＳ₁，Ｓ₂，．．．，Ｓ_nから要求を受信する同一の多局接続回線Ｔを用いて、個々のスキャナのユーザに対してサービスが提供される。望ましい実施例では、中央処理センタＣＰは、遠隔Ｓ₁，．．，Ｓ_nへの管理者アクセス権限がある。システム管理者は、操作者支援端末４０を通じて遠隔システムのうちの１つへログインし、リアルタイムで支援する。この特徴は、所与の遠隔スキャナのうちのいずれか１つに関する技術的問題を診断するのに用いられる。この特徴は、走査サイトにあるビデオ及びオーディオ装置によって高められ、管理者とローカル操作者がシステムについて症状（例えば、エラー等）と、可能な修復法について話し合うことを可能とする。ソフトウエアが問題であると判定されると、管理者は、通信経路Ｔを通じて取り替え用ソフトウエアをアップロードしうる。

ビデオ及びオーディオが中央サイトＣＰによって利用可能な１つの実施例では、個々のスキャナＳ₁，．．，Ｓ_nは中央サイトにいる診断医によって遠隔に制御される。この特徴は、例えば、真夜中に、操作者及び診断医がスキャナのサイトで勤務中でないとき等の、履歴上は低い使用時間中に使用されうる。現場にいる看護士又は他の技術士は、患者の位置決め、心地よさを支援する。ビデオフィードバックは、中央サイトの操作者が患者位置等を確認することを可能とする。例えば、中央サイトにいる操作者は、深夜勤の間に地域内の幾つかの病院にあるスキャナを制御しうる。同様に、放射線技師が現場におらず、診断が必要であるときは、中央サイトにいる放射線技師が診断を行う。

同様に、コンピュータ診断は、以前のスキャンのデータベースを参照し、これらを現在のスキャンと比較し、類似した異常等を見つけることで行われうる。この特徴は、医師の診断を支援するための補助的な支援として用いられるが、完全に自動化された診断が考えられる。望ましい実施例では、画像のデータベースは、医師が、疑わしい病気の現在の症例についての過去に診断された症例を参照するのに用いられる。医師は、現在の症例と過去の症例を比較し、それらの間の類似性及び不同性を観察する。

遠隔の訓練セッションは、通信経路Ｔを介したサイトのスキャナＳ₁，．．，Ｓ_nの操作者に個々に又はグループで行われうる。中央処理サイトＣＰによってサポートされる各様式の種類について、デモンストレーションがスケジューリングされる。例えば、磁気共鳴（ＭＲ）デモンストレータは、進歩した又は改善した技術のＭＲデモンストレーションをスケジューリングする。中央処理サイトのクライアントは、「同調」することを選択でき、即ち、プレゼンテーションの少なくとも部分中に、デモンストレータにそれらのスキャナの制御を与えることができる。デモンストレータは、全ての参加しているスキャナを同時に制御する。或いは、デモンストレータは、スキャナの制御を有さない。操作者は、スキャナ制御の複製であるコンピュータディスプレイを制御する。デモンストレーションの参加者は、通信経路Ｔを通じたオーディオ／ビデオリンクを介してデモンストレータを観察し、デモンストレータと対話する。

クライアントに提供される他のサービスは、クライアントのスキャナのインタラクティブな最適化である。中央サイトにいる技術者は、クライアントの許可を得て、クライアントのスキャナを最適な使用のために遠隔に設定する。必要であれば、技術者は、スキャナの使用ログ及びクライアント入力を調べ、通信経路Ｔを通じてクライアントのスキャナのソフトウエアを再設定し、クライアントがハードウエアを再設定するのを（オーディオ及びビデオを介して）支援する。

スキャナを操作するのに困難を感じるクライアントは、対話型のサポートを要求しうる。例えば、サポートが動作に失敗し、端末エラーメッセージを発生すると、遠隔管理者が通信経路Ｔを介してクライアントのシステムにログインして、問題を観察し、クライアントが問題を解決するのを支援する。このような支援は、口頭による指示、及び、クライアントのスキャナの面の対話型の再設定の形をとる。

クライアントに提供されうる多くの可能なサービスのうちの幾つかについて説明されたことが理解されうるべきである。当業者は、特許請求の範囲に記載した範囲内で、更なるサービスに想到するであろう。

本発明による、複数の診断イメージャ及び中央再構成センタを示す図である。

Claims (20)

1. 各走査装置の撮像領域内に配置された対象の検査を表わすデータセットを夫々が発生する複数の走査装置と、
   前記走査装置から遠隔の、前記データセットを前記対象の画像表現へと処理する少なくとも１つの共同処理センタと、
   前記走査装置からの前記データセットを前記共同処理センタへ転送し、前記共同処理センタからの前記画像表現を表示操作卓へ転送する、情報転送路とを有する、
   診断撮像システム。
2. 前記共同処理センタは、並列処理のためにそれらの間で前記データセットが分けられる複数のコンピュータを含む、請求項１記載の診断撮像システム。
3. 前記共同処理センタは、データセットに対して処理優先度を割り当てし、スケジューリングを行なうスケジューリングコンピュータを含む、請求項１又は２記載の診断撮像システム。
4. 前記共同処理センタは、前記データセットを処理する少なくとも１つのスーパーコンピュータを含む、請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の診断撮像システム。
5. 前記情報転送路は、
   インターネット及びネットワーク接続、並びに、
   前記走査装置と前記共同処理センタとの間の双方向専用高速有線接続、
   のうちの少なくとも一方を含む、請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の診断撮像システム。
6. 前記共同処理センタは、
   前記データセットと、
   再構成された画像表現と、
   誤動作ログと、
   使用ログと、
   リアルタイム走査動作と、
   のうちの少なくとも１つを解析し、各撮像装置上で実行されるべき保守、修理、アップグレード、再プログラム、及びハードウエア変更手順のうちの少なくとも１つを決定する診断コンピュータを含む、請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の診断撮像システム。
7. 前記共同処理センタは、
   各再構成を要求しているスキャナの識別情報、要求された再構成の優先度、及び再構成の性質を受信する請求書作成コンピュータを更に含み、前記請求書作成コンピュータは、換算テーブルにアクセスし、対応する請求書を作成する、請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の診断撮像システム。
8. 前記中央処理センタは、
   個々の走査装置についての、撮像プロトコル、デモンストレーション、勤務時間後制御機能、ソフトウエア変更、遠隔制御、及びデモンストレーションサービスのうちの少なくとも１つを供給する操作者支援コンピュータを更に含む、請求項１乃至７のうちいずれか一項記載の診断撮像システム。
9. 前記通信路は、
   前記走査装置の動作のデモンストレーションを行うこと、
   前記走査装置の動作を監視すること、
   前記走査装置中の対象上で診断走査を行うよう前記走査装置を操作すること、
   前記走査装置を修理すること、及び、
   前記走査装置をアップグレードすること、
   のうちの少なくとも１つのために、前記遠隔センタにいる専門家が、選択された１つ又はそれ以上の走査装置の少なくとも幾つかの機能へアクセス可能であるようにする、請求項１乃至８のうちいずれか一項記載の診断撮像システム。
10. 前記走査装置のうちの少なくとも１つは、
    前記対象を検査するために選択されたプロトコルを実施するよう前記ガントリを制御し、前記データセットを試験及び計画画像表現へ再構成するコンピュータ手段を含む、請求項１乃至９のうちいずれか一項記載の診断撮像システム。
11. 診断走査装置で検査される対象の内部を表わすデータセットを発生する段階と、
    前記データセットの少なくとも一部を遠隔再構成センタへ電子的に通信する段階と、
    前記遠隔再構成センタにおいて、データセットの種類及び実行されるべき再構成を識別する段階と、
    前記遠隔再構成センタにおいて、前記データセットを再構成する段階と、
    前記再構成されたデータセットを、前記再構成センタから遠隔の遠隔表示操作卓へ電子的に通信する段階と、
    前記遠隔表示操作卓において、少なくとも前記再構成されたデータセットを人間が読み取り可能な形式で表示する段階とを有する、
    診断撮像の方法。
12. 異なる施設内の複数の診断撮像装置間で前記遠隔センタの資源を共有する段階を更に含む、請求項１１記載の方法。
13. 前記再構成する段階は、前記データセットの部分を複数のコンピュータ間で分け、これらを並列に処理する段階を含む、請求項１２記載の方法。
14. 前記遠隔センタで受信されたデータセットに優先度を割り当てる段階と、
    前記割り当てられた優先度に従って前記データセットを処理する段階とを更に含む、
    請求項１２又は１３記載の方法。
15. 前記複数の診断撮像装置についての再構成を改善するよう前記遠隔センタにおいてソフトウエアを変更する段階を更に含む、請求項１２乃至１４のうちいずれか一項記載の方法。
16. 前記遠隔センタにおいて、前記再構成されたデータセット、個々の走査装置の誤動作ログ、使用ログ、リアルタイム走査動作のうちの少なくとも１つを解析し、
    前記遠隔センタから、個々の走査装置について、ハードウエアを電子的に調整し、ソフトウエアを再プログラミングし、保守サービスをスケジューリングする段階を更に含む、請求項１２乃至１５のうちいずれか一項記載の方法。
17. 幾つかのデータセットを前記診断撮像装置において再構成し、画像表現への再構成のために他のデータセットを前記遠隔センタへ電気的に通信する段階を更に含む、請求項１２乃至１６のうちいずれか一項記載の方法。
18. 要求された再構成処理、優先度、及び顧客情報に基づいて、走査換算テーブルにアクセスし、要求された再構成に対する請求書を作成する段階を更に有する、請求項１２乃至１７のうちいずれか一項記載の方法。
19. サポートされる撮像様式に関して前記遠隔センタのクライアントのための訓練セッションをスケジューリングする段階と、
    前記遠隔センタから、前記サポートされた撮像様式の少なくとも１つの走査装置の少なくとも幾つかの機能にアクセスし、前記走査装置の動作のデモンストレーションを行う段階を更に含む、請求項１２乃至１８のうちいずれか一項記載の方法。
20. 前記遠隔センタから個々の走査装置を操作する段階を更に含む、請求項１２乃至１９のうちいずれか一項記載の方法。

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