CN101583314B - X射线ct装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种X射线CT装置,其包括扫描部,其使可对被检体照射多个不同的能量光谱的X射线的至少1个以上的X射线源,与面对X射线源设置并检测上述被检体的透射X射线数据的检测器在照射X射线的同时,在上述被检体的周围旋转运动;重建机构,其通过上述扫描部,获得两个以上的不同的能量光谱的上述被检体的透射X射线数据,对上述被检体的断层图像进行重建;显示机构,其显示上述已重建的断层图像,该X射线CT装置包括输入机构,其从上述断层图像上,输入涉及应识别的上述被检体的识别组织和打算与上述识别组织分离的分离组织的信息;摄像条件确定机构,其确定用于通过上述断层图像,识别上述识别组织的摄像条件。由此,可确定对于多个能量型X射线CT装置最佳的摄像条件。
Description
技术领域
本发明涉及X射线CT装置和其摄像条件确定方法,本发明特别涉及多个能量型X射线CT装置的最佳的摄像条件确定技术。
背景技术
在多个能量型X射线CT装置中,在1个以上的X射线源,与面对X射线源而设置的1个以上的X射线检测器照射X射线,进行旋转运动的同时,按照两个以上的不同的能量光谱,对设置于X射线源和X射线检测器之间的被检体进行摄影,采用已获得的被检体透射数据,生成断层图像(图像)。(更具体地说,参照专利文献1。)
在多个能量型X射线CT装置中,人们认为具有下述的优点,即,按照两个以上的不同的能量光谱摄影,进行差分运算等处理,由此,可在考虑X射线衰减特性的能量依赖性的情况下,以更加良好的对比度显示打算在上述断层图像上识别的识别组织,与位于上述识别组织的背景中的分离组织,容易对识别组织进行识别(识别性能高,读影者容易发现所需的识别组织)。
专利文献1:JP特开2004-174253号文献。
发明内容
但是,在专利文献1记载的已有技术中,没有考虑多个能量型X射线CT装置中的最佳摄像条件的确定方法。
本发明的目的在于提供可针对多个能量型X射线CT装置,确定最佳的摄像条件的X射线CT装置和其摄像条件确定方法。
本发明提供一种X射线CT装置,其特征在于,包括:
扫描部,其使可对被检体照射多个不同的能量光谱的X射线的至少1个以上的X射线源、与面对X射线源设置并检测上述被检体的透射X射线数据的检测器在照射X射线的同时,在上述被检体的周围旋转运动;
重建机构,其通过上述扫描部,获得两个以上的不同的能量光谱的上述被检体的透射X射线数据,从而对上述被检体的断层图像进行重建;
显示机构,其显示上述已重建的断层图像,
特征在于,该X射线CT装置包括:
输入机构,其从上述断层图像上,输入涉及应识别的上述被检体的识别组织和打算与上述识别组织分离的分离组织的信息;摄像条件确定机构,其确定用于通过上述断层图像,识别上述识别组织的生成两个以上不同的能量光谱的两个或者多个管电压的组合。
上述摄像条件确定机构包括:存储机构,其存储多个不同的两个以上能量光谱和上述被检体的几个组织的X射线衰减系数;和组织选择机构,其从上述几个组织,选择所需的识别组织,与打算和该识别组织分离的分离组织,上述摄像条件确定机构包括计算机构,该计算机构在通过任意的两个以上的已选择的能量光谱,获得透射X射线数据而进行图像重建的断层图像上,通过在预先计算得出的表格中检索相应识别组织和分离组织所对应的表格,并根据表格信息检索识别率最高的摄影条件,求出最佳摄影条件,来计算对上述识别组织进行识别的识别率,该识别率为表示识别组织的正确性的指标。
另外,本发明提供一种X射线CT装置的摄像条件确定方法,其特征在于,该方法包括下述步骤:
(1)在通过上述X射线CT装置获得的断层图像上,输入涉及应识别的上述被检体的识别组织和打算与上述识别组织分离的分离组织的信息;(2)确定通过上述断层图像,识别上述识别组织用的生成两个以上不同的能量光谱的两个或者多个管电压的组合。
上述步骤(2)包括以下步骤:(3)在通过任意的两个以上的已选择的不同的能量光谱,获得透射X射线数据而进行图像重建的断层图像上,计算涉及针对上述分离组织以什么程度的概率识别上述识别组织的指标;(4)存储多个不同的能量光谱和上述被检体的几个组织的X射线衰减系数;和(5)从上述几个组织,选择所需的识别组织,与打算和该识别组织分离的分离组织。
发明的效果
按照本发明,提供可针对多个能量型X射线CT装置,确定最佳摄像条件的X射线CT装置和其摄像条件确定方法。
附图说明
图1为多个能量型X射线CT装置的概要结构图;
图2为包括图像处理装置10的图像处理系统的概要结构图;
图3为表示选定在多个能量摄影中,相对分离组织,最好地对操作者的所需的识别组织进行识别的摄影条件(更具体地说,两个管电压的组合)的步骤,与依此的多个能量摄影的步骤的处理的一个实例的流程图;
图4为表示指定识别组织的图像处理装置9的图像显示装置18的画面例的图;
图5为用于选择在图4中指定的应识别的组织和应分离的分离组织的选择列表;
图6为表示组织表格的图;
图7为通过将两个管电压组合,进行摄影而获得的两个差分图像,对识别组织进行识别的识别率的表格;
图8为用于说明从X射线源产生的,通过面对的X射线检测器12检测的X射线的实效光谱,实效能量和其衰减的图;
图9为分别通过点划线、实线、虚线表示在管电压为80kV、100kV、140kV时获得的照射X射线实效光谱的分布的曲线图;
图10为在已制作的差分图像上针对各组织而计算直方图的图;
图11为在直方图上,求出计算识别能的识别组织以外的其它的组织(分离组织)的成分与识别组织的分别重合的比例在规定比例以下的阈值的图;
图12为求出在阈值以上(或以下)的识别组织的面积S1(像素数量)的图;
图13为求出识别组织的总面积S2(像素数量)的图;
图14为针对每个高能量条件(High-kV)、低能量条件(Low-kV)的组合而求出的识别率的曲线图;
图15为表示相对识别组织A、B、C、D…,将差分处理、加法运算处理、比例分配处理的处理例作为数据而存储的图。
具体实施方式
下面根据附图,对本发明的X射线CT装置的优选实施方式进行说明。
图1为多个能量型X射线CT装置的概要结构图。多个能量型X射线CT装置由机架(扫描仪)1、搭载于其上的X射线源2、X射线检测器3、台4、对X射线源2的照射进行控制的X射线控制器5、控制机架的机架控制器6、控制台4的台控制器7、将射入X射线检测器3中的X射线的强度变换为电信号的数据解析系统(DAS)8、输入通过DAS8变换的电信号进行重建运算的重建运算器9和图像处理装置10构成。X射线源2朝向夹持被检体O而面对设置的X射线检测器3照射X射线,X射线检测器3检测在被检体中透射的X射线,产生符合其强度的电信号。X射线源2和X射线检测器3在1次的扫描的期间,围绕被检体O旋转。
X射线源2和机架1的动作通过X射线控制器5和机架控制器6而进行控制。X射线控制器5将电力信号和X射线发生时刻信号供给X射线源2,机架控制器6控制机架1上的构成要素的旋转速度和位置。台4通过台控制器7而进行控制,控制台4的移动速度和位置。
射入X射线检测器3中的X射线通过DAS8变换为数字信号,重建运算器 9接收经数字变换的X射线数据,进行图像重建,生成被检体O的断层图像(图像数据)。将已重建的图像数据输入到图像处理装置10中,记录于后述的数据记录装置中。
图2为包括图像处理装置10的图像处理系统的外观结构图。图像处理装置10主要包括控制各构成要素的动作的中央处理装置(CPU)11、存储图像处理装置的控制程序的主存储器12、存储图像数据的数据记录装置13、作为与网络的连接接口的网络适配器14、暂时存储被检体的图像数据的显示存储器15、与和鼠标17连接的控制器16。
另外,在图像系统中,还连接有基于来自显示存储器15的图像数据显示图像的图像显示装置18,用于对图像显示装置上的软开关进行操作的鼠标17(包括指示器),具有各种参数设定用的键或开关的键盘等的外部输入器21。网络适配器14为将图像处理装置10与局域网络、电话线路、互联网等的网络连接的机构。数据记录装置13也可为磁盘等的存储装置,或相对可取出的外部媒体进行数据的写入、读出的装置。图像处理装置10经由网络适配器14和网络19,与外部的图像数据库20连接,在它们之间进行图像数据的发送接收。
(实施例1)
下面对本发明的实施例1进行说明。
图3(a)和图3(b)为表示通过象上述那样构成的图像处理装置,选定在多个能量摄影中,相对分离组织,最优地对操作者的所需的识别组织进行识别的摄影条件(更具体地,两个管电压的组合)的步骤,与依据它的多个能量摄影的步骤的处理的一个实例的流程图。
下面按照图3(a)和图3(b)所示的流程的机构(步骤1~步骤5),对处理进行具体说明。
(步骤1)识别组织指定
在本步骤,指定构成识别的对象的识别组织和处于上述识别组织的背景中的分离组织。
采用鼠标等的指示器,指定识别组织。图4为表示与指定识别组织的图像处理装置10连接的图像显示装置18的画面实例的图。在本画面中,显示用于选择打算识别的组织用的选择列表(例如,下肢造影血管、头部造影血管、钙化斑块(plaque)、海绵骨、...)。操作者从表示于选择列表中的组织中,选择打算通过 多个能量摄影识别的组织。
多个能量摄影识别的组织。
另外,图5表示用于选择在图4中指定的应识别的组织和应分离的分离组织的选择列表。同样在图5的实例中,从下肢造影血管、头部造影血管、钙化斑块、海绵骨等中选择分离组织。在图5中,给出选择作为识别组织的下肢造影血管,作为分离组织的海绵骨的显示例。此外,脂肪和软组织、脑的白质和灰白质等作为应选择的组织而考虑。另外,具有肺叶中的造影气体和吸气的识别均必须进行的实例。
另外,本处理的组织指定用的画面并不限于图4和图5,如果为识别组织和分离组织可设定的画面结构,则可为任意方式。
(步骤2)摄影条件选择
在本步骤中,求出用于最好地识别通过识别组织指定处理设定的识别组织的多个能量摄影条件,更具体地说,两个管电压的组合。
在摄影条件计算处理中,采用图6的组织表格30。该表格30为求出针对预先在步骤1中指定的组织的每个组合(例如,在图6的场合,识别组织为图4所示的4个组织的任意者,分离组织为从图4所示的4个组织选择为识别组织以外的任意者的组合),按照摄影条件(具体来说,两个管电压的组合)进行摄影而产生的差分图像上的识别组织的识别率(涉及对识别组织进行识别的正确性的指标)的表格,从表格31~42中,首先检索在步骤1指定的两个组织(识别组织和分离组织)的表格。各表格为图7那样,通过将两个管电压组合,进行摄影而获得的两个图像的差分图像等,对识别组织进行识别时的识别率呈表格状表示。接着,从该组织的组合的表格(例如31)中,检索识别率最高的摄影条件(更具体地说,两个不同的管电压),求出最佳的摄影条件(两个不同的管电压的组合)。
识别率为事先计算的值,作为表示识别组织的正确性的指标而定义,为其值越高,越可正确地识别组织的值。其指例如,在识别率为90%的场合,按照该摄影条件(两个管电压的组合),进行多个能量的摄像,对识别组织进行识别的情况下,可按照90%的概率,从图像上发现识别组织。
下面通过图3(b)表示在本步骤所采用的各摄影条件(两个管电压的组合)的识别率的计算方法的一个实例。
(步骤2-1)照射X射线实效光谱和X射线实效能量的计算
针对构成对象的X射线CT装置所具有的可外加的多个管电压(例如,在低 能量侧,为50kV、60kV、70kV、80kV、90kV、100kV等,在高能量侧,为100kV、110k、120kV、130kV、140kV、150kV)各自的每个组合,在(步骤4),照射各管电压的X射线,计算通过X射线检测器检测的照射X射线实效光谱和X射线实效能量。另外,也可这样进行,每个管电压的照射X射线实效光谱和各自的X射线实效能量的计算事先进行,在之前,将其结果作为数据库存储于数据记录装置13中。
图8为用于说明从X射线源产生的,通过面对的X射线检测器3检测的X射线的实效光谱,实效能量和其衰减的图。在步骤2-1中,根据打算计算X射线CT装置本身的固有特性、识别率的摄影条件,根据式1推定制动X射线的光谱,根据式2推定特征X射线的光谱,将它们组合,推定照射X射线的光谱。
IE=Nρ/A∫ET0(1+T/(m0c2)Q(dT/dl)-lexp(-μ(E)ltcotα)dT...(1)
Ich∝(T0/TK,L)1.63...(2)
其中,IE表示具有光子能量-E(=hv)的制动辐射X射线的能量强度,Ich表示特性X射线的能量强度,N表示阿伏伽德罗(Avogadro)数,ρ、A分别表示靶(target)的密度和原子量,m0表示电子的质量,c表示光速,T0表示射入电子的能量,Q表示从1个电子辐射的X射线的能量强度,按照光子能量E和电子能量T的比E/T而近似地确定的值,dT/dl表示涉及Bethe等的阻止能量的理论式,lt表示电子的射入距离,TK、L表示从K、L电子轨道去除电子所必需的能量。另外,在X射线频谱的计算中,也可采用已知的其它的方法。
如图8所示的那样,从阴极(灯丝)81a,对具有靶角度α的阳极(靶)81b照射热电子,通过靶81b形成的光子按照与热电子的入射角度基本相垂直的角度产生。光子在X射线管的固有滤波铝当量81c、补偿滤波器(前置(bowtie)滤波器)81d、铜滤波器81e中透射,照射到包括被检体的对象组织和背景组织的检查部位。X射线的实效光谱考虑这样的X射线的照射通路而计算,从摄影计划阶段的最初拍摄的扫描图像(scanogram),作为模拟被检体而生成的水换算的椭圆体82等的X射线吸收体中透射,射入闪烁器82a中,变换为光。该光通过发光二极管82b而检测。根据已计算的照射X射线实效光谱,将相对全部光谱的每个能量的比例作为影响度(contribution ratio)而计算,根据已计算的影响度,计算实效能量。
图9的曲线图90为分别通过点划线、实线、虚线而表示在例如,管电压 100kV、120kV、140kV时获得的照射X射线实效光谱的分布的曲线图。采用各管电压的照射X射线实效光谱的分布,进行公知的平均化处理,由此,计算出每个管电压的实效能量91、92、93(分别相当于100kV,120kV,140kV)。
(步骤2-2)识别组织和分离组织的CT值计算
采用衰减系数μA、μB,识别组织A和与其相对应的分离组织B的密度(DA、DB)、同一条件下的水衰减系数μW,通过下述的式3-1,3-2而计算针对在该X射线CT装置中可外加的管电压(例如,在低能量侧为50kV、60kV、70kV、80kV、90kV、100kV等,在高能量侧为100kV、110kV、120kV、130kV、140kV、150kV),进行多个能量的摄像的场合的识别组织(A)和与其相对应的分离组织(B)的CT值PVA、PVB。
PVA=(DAμA-μw)·1000/μw ...(3-1)
PVB=(DBμB-μw)·1000/μw ...(3-2)
(步骤2-3)识别组织A和分离组织B的对比度计算
采用通过(步骤2-2)获得的两个式(3-1)、(3-2),计算被检体的识别组织A和其分离组织B之间的对比度C(CT值差)。
C=(DAμA-DBμB)·1000/μw ...(4)
(步骤2-4)针对2种管电压,生成模拟图像
在管电流值为规定值的情况下,根据规定从X射线源2照射的X射线的照射线量的管电流时间积mAs,计算投影数据上的噪音量。接着,将投影数据上的噪音量变换为图像数据上的量,针对高能量侧的管电压的值和低能量侧的管电压的值的这两个值,制作模拟图像。模拟图像按照识别组织具有在分离组织上由步骤(2-3)获得的对比度和由本步骤计算的噪音量的方式形成。该模拟图像针对2种管电压的情况而分别求出。
(步骤2-5)制作差分图像
制作按照低能量条件(Low-kV)摄影的模拟图像和按照高能量条件(High-kV)摄影的模拟图像的差分图像。
(步骤2-6)制作直方图
在已制作的差分图像上,针对各组织,求出图10所示的那样的直方图。在图10中,横轴表示CT值,纵轴表示像素频率。该图10表示计算识别率的识别组织A和分离组织(在打算与识别组织分离的组织中,位于识别组织的背景中的组织)B的直方图。针对各组织,例如图6所示的4个组织之间的组合,对其进行计算。
(步骤2-7)导出阈值CT值
如图11所示的那样,在直方图中,对计算识别率的识别组织以外的其它的组织(分离组织)的成分与识别组织的分布重合的比例在规定比例以下的阈值进行计算。在此情况下,应为图11的斜线所示的面积S0(在一定比例以下)的CT值作为阈值CTr而求出。
(步骤2-8)导出阈值以上的识别组织的面积
如图12所示的那样,求出阈值以上(或以下)的识别组织的面积S1(像素数量)。其求出具有在图8中选择的阈值CTr以上的CT值(即去掉CTr以下的值之后的剩余的值)的识别组织A的面积S1。
(步骤2-9)导出识别组织的总面积
如图13所示的那样,计算识别组织的总面积S2(像素数量)。其用于求出CTr没有去除之前的识别组织A的面积S2。
(步骤2-10)导出识别率K
将阈值以上的识别组织A的面积S1和识别组织的总面积S2的比S1/S2作为识别率K。另外,关于计算方法,可为计算识别组织的比例的方法,并不限于该一个实例。
按照该计算方法,针对高能量条件(High-kV)、低能量条件(Low-kV)的每个组合,求出识别率。图14为通过上述计算方法求出的识别率的曲线图。
图14为打算形成某识别组织A(例如下肢造影血管)的具体实例,其为横轴表示高能量(High-kV)的电压值(90kV~160kV),纵轴表示识别率K,参数采用低能量V1~V6(50、60、70、80、90、100kV)的实例。根据该图可知,即使在低能量侧的管电压中,在低侧的能量(50~70kV),识别率K大,在低能量侧的管电压中,越接近较高侧的能量(80kV~100kV),识别率越低。另外可知,在高能量侧的管电压中,在低能量侧(100、110kV),识别率较低。
图14那样的曲线图针对识别组织和分离组织的每个组合而求出。接着,将其作为数据而记录于表格中。图7为将图14的数据作为表格而存储的实例。
在步骤2进行摄影条件的确定,并且如上那样求出识别用的图像处理形态。识别用的图像处理形态指通过上述已计算的摄影条件,获得高能量摄影图像和低 能量摄影图像,但是由此用于识别识别组织所实施的图像处理。此时,存储求出识别率时的图像处理,通过已存储的图像处理,进行高能量摄影图像和低能量摄影图像之间的处理,获得打算识别的组织变得明确的图像。
图15表示上述存储数据例。将对识别组织A、B、C、D...的差分处理、加法运算处理、比例分配处理的处理例作为数据而存储。
另外,也考虑即使在不能够如上那样,将识别率作为表格而保持,仍每次检索过去的类似图像来计算识别率的方法,或采用在计算机中模拟地制作的图像而计算的方式。
在这里,对最佳识别条件的提取进行描述。
在图14、图7的例子中,识别率最高的值为100%的高能量和低能量的组合如下所述。
(H)130kV-(L)60kV、(H)140kV-(L)60kV、(H)150kV-(L)60kV
具有从其中,将1个作为最佳识别条件而选择的方式。
另一方面,具有即使在识别率不为100%的情况下,从90%以上的组合中选择1个的方法。在图7的实例中为16种,从其中,在例如高能量的电压为例如120kV,在低能量中,高能量侧为120kV的情况下的组合中,选择最高的识别率的电压。
在图7的实例中,在识别率最高的组合中,低能量侧为60kV。反之,按照为70kV的方式将低能量固定,选择最佳的高能量的电压。在图7的实例中,为150kV。
另外,还具有如果不是最高的识别率,即使为50%左右的识别率,仍足以判断,则如果操作者进行判断,则选择(H)130kV-(L)90kV这样的组合的实例。
此外,在作为硬件,打算限制电压,或打算减少X射线照射量,耗电量具有限制这样的实例中,还具有在上述的各种限制中,操作者判断为最佳的例子。
还有,具有打算识别的识别组织在两个以上,将它们并存,打算在图像中识别的情况。在这样的情况下,可利用该两个以上的识别组织的各自的识别率的平均值等,选择该值高的组织。
根据上面所述,在选择最佳的管电压的情况下,也可选择识别率高的组合, 也可考虑其他的情况(例如,打算使高能量侧的电压为预定值,打算使低电量侧的电压为预定值,为了识别组织的判断所必需的识别率为该程度等)来进行选定。
(步骤3)摄影条件提示
在本步骤,在摄影条件计算处理中,表示根据表格30求出的识别组织的摄影条件和该条件下的识别率。
(步骤4)多个能量摄影
在本步骤,按照于2步骤2获得的摄影条件,通过多个能量摄影,获得借助同一被摄体的两个以上的不同的能量光谱而摄影的透射数据。在多个能量摄影中具有各种的方法,公知有:在机架内部,具有两个X射线源和X射线检测器,从各自的X射线源附加不同的管电压,由此,获得具有两个不同的能量光谱的透射数据的方法,或在X射线源前,附加滤波器,根据滤波器的有无而产生不同的能量的方法等。
如果本发明所采用的多个能量摄影的方法为获得具有两个以上的不同的能量光谱的被检体透射数据的方法,则可为任意的方法。
(步骤5)组织识别图像制作
在本处理步骤,采用具有通过多个能量摄影获得的两个以上的不同的能量光谱的被检体透射数据,制作用于最好地识别通过识别组织指定而指定的组织的图像。由于最好地识别通过识别组织指定而指定的组织的图像为摄影条件计算处理的识别率计算所采用的图像,故采用用于制作该图像的图像处理。
该图像处理也通过图15而说明,但是,不但具有在上述摄影条件计算处理的识别率计算方法的一个实例中示出的差分处理,还具有High-kV图像、Low-kV图像的加法运算平均处理、权重差分或加法运算平均处理、康普顿(Compton)/光电分解处理等的各种图像处理。
另外,作为摄影条件,给出电压,但是还可附加电流。另外,也可具有切片(slice)宽度的指定的实例。
在本发明的实施例的X射线CT装置中,用于实施上述图3(b)所示的流程图的程序作为确定用于通过借助X射线CT装置获得的断层图像而对识别组织进行识别的摄影条件用的摄影条件设定机构而设置,以便实施图3(a)的步骤。作为程序等而设置的摄影条件设定机构既可为通过上述多个不同的能量光谱,选择任意的两个以上的照射X射线光谱选择机构,该照射X射线光谱选择机构也可选择上述多个不同的能量光谱的管电压。
更具体地说,例如,上述摄影条件确定机构也可包括在通过任意两个以上的已选择的多个能量光谱,获得透射X射线数据而进行图像重建的断层图像上,计算涉及识别上述识别组织的正确性的指标的计算机构。另外,上述计算机构也可针对上述多个不同的能量光谱的多个管电压的组合,计算上述指标。
此外,上述照射X射线光谱选择机构也可通过上述指标,选择具有正确性高的指标的管电压的组合。另外,上述显示机构还可针对上述多个管电压的组合,将上述指标呈表格状而表示。
还有,也可这样形成,其中,上述摄影条件确定机构包括:存储多个不同的能量光谱和上述被检体的几个组织的X射线衰减系数的存储机构;通过上述几个组织,选择所需的识别组织,与打算与上述识别组织分离的分离组织的组织选择机构,上述计算机构包括:采用上述多个不同的能量光谱和上述识别组织和分离组织的X射线衰减系数,生成模拟图像的模拟图像生成机构;通过上述模拟图像生成机构,生成表示上述识别组织和分离组织的像素分布的直方图的直方图生成机构;根据上述识别组织和分离组织的上述直方图的重合情况,计算上述指标的指标计算机构。另外,上述模拟图像生成机构也可包括:计算上述多个不同的能量光谱各自的实效能量的实效能量计算机构;采用上述已计算的实效能量的X射线衰减系数,计算上述识别组织和分离组织的CT值的CT值计算机构;计算基于管电流值而计算的上述断层图像上的噪音量的断层图像上噪音计算机构;根据上述CT值,与上述断层图像上的噪音量,生成模拟图像的机构。此外,上述断层图像上噪音计算机构可包括根据上述管电流值,计算投影数据上的噪音量的机构;将上述投影数据上的噪音量换算为图面数据上的噪音量的换算机构。
此外,本发明的X射线CT装置的摄像条件确定方法包括:在通过上述X射线CT装置获得的断层图像上,输入与应识别的上述被检体的识别组织和打算与上述识别组织分离的分离组织相关的信息的步骤(1);确定用于通过上述断层图像,识别上述识别组织的摄像条件的步骤(2)。例如,上述步骤(2)也可为通过上述多个不同的能量光谱,选择任意的两个以上的光谱的步骤。
例如,上述步骤(2)还可为选择上述多个不同的能量光谱的管电压的步骤。
例如,上述步骤(2)也可包括在通过上述任意两个以上的已选择的多个能量光谱,获得透射X射线数据而进行图像重建的断层图像上,计算与识别上述识别组织的正确性相关的指标的步骤(3)。
例如,上述步骤(3)也可针对上述多个不同的能量光谱的多个管电压的组合,计算上述指标。
例如,上述步骤(2)还可通过上述指标,选择具有正确性高的指标的管电压的组合。
例如,上述步骤(2)也可包括针对上述多个管电压的组合,呈表格状显示上述指标的步骤。
例如,上述步骤(2)也可包括:存储多个不同的能量光谱和上述被检体的几个组织的X射线衰减系数的步骤(4);通过上述几个组织,选择所需的识别组织,与打算和上述识别组织分离的分离组织的步骤(5),上述步骤(3)包括采用上述多个不同的能量光谱和上述识别组织与分离组织的X射线衰减系数,生成模拟图像的步骤(6);通过在上述步骤(6)获得的上述模拟图像,生成表示上述识别组织和分离组织的像素分布的直方图的步骤(7);根据上述识别组织和分离组织的上述直方图的重合情况,计算上述指标的步骤(8)。
此外,也可包括例如,上述步骤(6);计算上述多个不同的能量光谱各自的实效能量的步骤(9);采用已计算的实效能量的X射线衰减系数,计算上述识别组织和分离组织的CT值的步骤(10);计算根据管电流值而计算的上述断层图像上的噪音量的步骤(11);根据上述CT值、上述断层图像上的噪音量,生成模拟图像的步骤(12)。
还有,例如,上述步骤(11)也可包括根据上述管电流值,计算投影数据上的噪音量的步骤(13);将上述投影数据上的噪音量换算为图像数据上的噪音量的步骤(14)。
另外,本发明并不限于上述实施例,可在不脱离本发明的实质的范围内,进行各种变形而实施。例如,也可通过管电压选择两个照射X射线,但是,由于即使为相同管电压,照射X射线能量光谱也不同,故也可通过能量光谱而选择。另外,采用识别率作为涉及识别的正确性的指标,但是,显然也可以针对各摄像条件,将ROC分析的TPF(True Positive Fraction)预先作为数据而求出并进行存储,参照该数据。
Claims (18)
1.一种X射线CT装置,其包括:
扫描部,其使可对被检体照射多个不同的能量光谱的X射线的至少1个X射线源、与面对X射线源设置并检测上述被检体的透射X射线数据的检测器在照射X射线的同时,在上述被检体的周围旋转运动;
重建机构,其通过上述扫描部,获得两个以上的不同的能量光谱的上述被检体的透射X射线数据,从而对上述被检体的断层图像进行重建;
显示机构,其显示已重建的上述断层图像,
特征在于,该X射线CT装置包括:
输入机构,其从上述断层图像上,输入涉及应识别的上述被检体的识别组织和打算与上述识别组织分离的分离组织的信息;
摄像条件确定机构,其确定用于通过上述断层图像识别上述识别组织的生成两个以上不同的能量光谱的多个管电压的组合,
上述摄像条件确定机构包括:存储机构,其存储多个不同的能量光谱和上述被检体的几个组织的X射线衰减系数;和组织选择机构,其从上述几个组织,选择所需的识别组织,与打算和该识别组织分离的分离组织,
上述摄像条件确定机构包括计算机构,该计算机构在通过任意的两个以上的已选择的能量光谱,获得透射X射线数据而进行图像重建的断层图像上,通过在预先计算得出的表格中检索相应识别组织和分离组织所对应的表格,并根据表格信息检索识别率最高的摄影条件,求出最佳摄影条件,来计算对上述识别组织进行识别的识别率,该识别率为表示识别组织的正确性的指标。
2.根据权利要求1所述的X射线CT装置,其特征在于,
上述摄像条件确定机构为从上述两个以上的不同的能量光谱,选择任意的两个以上的光谱的照射X射线光谱选择机构。
3.根据权利要求2所述的X射线CT装置,其特征在于,
上述照射X射线光谱选择机构选择上述两个以上的不同的能量光谱的管电压。
4.根据权利要求1所述的X射线CT装置,其特征在于,
上述计算机构针对上述两个以上不同的能量光谱的多个管电压的组合,计算上述指标。
5.根据权利要求4所述的X射线CT装置,其特征在于,
上述照射X射线光谱选择机构通过上述指标,选择具有正确性高的指标的管电压的组合。
6.根据权利要求4所述的X射线CT装置,其特征在于,
上述显示机构针对上述多个管电压的组合,呈表格状显示上述指标。
7.根据权利要求1所述的X射线CT装置,其特征在于,
上述计算机构包括:
模拟图像生成机构,其采用上述两个以上的不同的能量光谱和上述识别组织与分离组织的X射线衰减系数,生成模拟图像;
直方图生成机构,其通过上述模拟图像生成机构,生成表示上述识别组织和分离组织的像素分布的直方图;和
指标计算机构,其根据上述识别组织和分离组织的上述直方图的重合情况,计算上述指标。
8.根据权利要求7所述的X射线CT装置,其特征在于,
上述模拟图像生成机构包括:
计算上述两个以上的不同的能量光谱各自的实效能量的实效能量计算机构;
采用上述计算出的实效能量的X射线衰减系数,计算上述识别组织和分离组织的CT值的CT值计算机构;
对根据管电流值而计算出的上述断层图像上的噪音量进行计算的断层图像上噪音计算机构;和
根据上述CT值,与上述断层图像上的噪音量,生成模拟图像的机构。
9.根据权利要求8所述的X射线CT装置,其特征在于,
上述断层图像上噪音计算机构包括:
根据上述管电流值,计算投影数据上的噪音量的机构;和
将上述投影数据上的噪音量换算为图面数据上的噪音量的换算机构。
10.一种X射线CT装置的摄像条件确定方法,其特征在于,
该方法包括下述步骤:
(1)在通过上述X射线CT装置获得的断层图像上,输入涉及应识别的被检体的识别组织和打算与上述识别组织分离的分离组织的信息;
(2)确定通过上述断层图像,识别上述识别组织用的生成两个以上不同的能量光谱的多个管电压的组合,
上述步骤(2)包括以下步骤:
(3)在通过任意的两个以上的已选择的不同的能量光谱,获得透射X射线数据而进行图像重建的断层图像上,通过在预先计算得出的表格中检索相应识别组织和分离组织所对应的表格,并根据表格信息检索识别率最高的摄影条件,求出最佳摄影条件,来计算对上述识别组织进行识别的识别率,该识别率为表示识别组织的正确性的指标;
(4)存储多个不同的能量光谱和上述被检体的几个组织的X射线衰减系数;和
(5)从上述几个组织,选择所需的识别组织,与打算和该识别组织分离的分离组织。
11.根据权利要求10所述的X射线CT装置的摄像条件确定方法,其特征在于,
上述步骤(2)为从上述两个以上的不同的能量光谱,选择任意的两个以上的光谱的步骤。
12.根据权利要求11所述的X射线CT装置的摄像条件确定方法,其特征在于,
上述步骤(2)为选择上述两个以上的不同的能量光谱的管电压的步骤。
13.根据权利要求10所述的X射线CT装置的摄像条件确定方法,其特征在于,
上述步骤(3)针对上述两个以上的不同的能量光谱的多个管电压的组合,计算上述指标。
14.根据权利要求13所述的X射线CT装置的摄像条件确定方法,其特征在于,
上述步骤(2)通过上述指标,选择具有正确性高的指标的管电压的组合。
15.根据权利要求13所述的X射线CT装置的摄像条件确定方法,其特征在于,
上述步骤(2)包括针对上述多个管电压的组合,呈表格状显示上述指标的步骤。
16.根据权利要求14所述的X射线CT装置的摄像条件确定方法,其特征在于,
上述步骤(3)包括下述步骤:
(6)采用上述两个以上的不同的能量光谱和上述识别组织与分离组织的X射线衰减系数,生成模拟图像的步骤;
(7)通过借助上述步骤(6)获得的上述模拟图像,生成表示上述识别组织和分离组织的像素分布的直方图的步骤;
(8)根据上述识别组织和分离组织的上述直方图的重合情况,计算上述指标的步骤。
17.根据权利要求16所述的X射线CT装置的摄像条件确定方法,其特征在于,
上述步骤(6)包括下述步骤:
(9)计算上述两个以上的不同的能量光谱各自的实效能量的步骤;
(10)采用该计算出的实效能量的X射线衰减系数,计算上述识别组织和分离组织的CT值的步骤;
(11)计算根据管电流值而求出的上述断层图像上的噪音量的步骤;
(12)根据由上述步骤(11)所计算的噪音量和上述CT值,生成模拟图像的步骤。
18.根据权利要求17所述的摄像条件确定方法,其特征在于,上述步骤(11)包括下述步骤:
(13)根据上述管电流值,计算投影数据上的噪音量的步骤;
(14)将上述投影数据上的噪音量换算为图像数据上的噪音量的步骤。
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