CN102665563B - 图像诊断装置及图像诊断装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像诊断装置及图像诊断装置的控制方法，其实施方式的图像诊断装置具有：浓度变化取得部、触发信号生成部和控制部。所述浓度变化取得部取得注入被检体的造影剂浓度的时间变化所对应的数据。在通过对所述数据的第1阈值处理检测出异常数据的情况下，所述触发信号生成部通过对去除了所述异常数据的数据进行第2阈值处理来生成触发信号。所述控制部基于所述触发信号进行用于所述被检体的造影成像的控制。

Description

图像诊断装置及图像诊断装置的控制方法

技术领域

本发明的实施方式涉及图像诊断装置和图像诊断装置的控制方法。

背景技术

一直以来，用X射线CT(computedtomography：计算机断层扫描)装置进行伴随造影剂注入的造影成像。在采用X射线CT装置的造影成像中，为了确定造影剂注入后的数据采集定时，在成像之前监测关注区域(ROI：regionofinterest)内的造影剂浓度所对应的CT值的变化。然后，将ROI内的CT值超过预先设定阈值的定时作为触发信号，开始成像扫描。

现有技术文献

【专利文献】

【专利文献1】日本特开平6-114049号公报

发明内容

(发明要解决的问题)

传统的X射线CT装置的造影成像中存在这样的问题：如果在作为CT值变化的测定对象的ROI内或ROI附近存在成为X射线的高吸收体等的伪差的主要原因的物体，则无论造影剂浓度如何，CT值上升，因此用于开始成像扫描的触发定时被错误地设定。

在使用磁共振成像(MRI：MagneticResonanceImaging)装置进行造影成像时，也是同样的。即，在用MRI装置监测ROI内的造影剂浓度所对应的信号值来确定数据采集定时的情况下，存在因伪差造成信号值上升时数据采集定时被错误地设定的问题。

此外，在按照造影剂的浓度来执行成像模式的变更等各种控制的情况下也是，无论伪差是否发生都适当地确定控制定时是重要的。

本发明的目的在于提供能够根据造影剂的浓度更适当地确定造影成像扫描中的控制定时的图像诊断装置和图像诊断装置的控制方法。

(解决问题的方案)

与本发明的实施方式有关的图像诊断装置设有浓度变化取得部、触发信号生成部和控制部。浓度变化取得部取得与注入被检体的造影剂的浓度的时间变化对应的数据。在通过对所述数据的第1阈值处理检测出异常数据时，触发信号生成部通过对去除了所述异常数据的数据进行第2阈值处理来生成触发信号。控制部基于所述触发信号执行用于所述被检体的造影成像的控制。

并且，与本发明的实施方式有关的图像诊断装置的控制方法包括：取得与注入被检体的造影剂的浓度的时间变化对应的数据的步骤；在通过对所述数据的第1阈值处理检测出异常数据时，通过对去除了所述异常数据的数据进行第2阈值处理来生成触发信号的步骤；以及基于所述触发信号执行用于所述被检体的造影成像的控制的步骤。

附图说明

图1为与本发明的实施方式有关的图像诊断装置的功能框图。

图2为对伴随有异常数据的时间浓度曲线(TDC：TimeDensityCurve)进行第1和第2阈值处理而生成触发信号的方法的一例的说明图。

图3示出从成为图2所示的TDC的生成对象的ROI中去除了呈现异常值的像素的范围的例子。

图4为对伴随有异常数据的TDC进行第1和第2阈值处理而生成触发信号的方法的另一例的说明图。

图5为表示以通过用图1所示的图像诊断装置监测造影剂的TDC而设定的定时进行被检体的造影成像的流程的流程图。

具体实施方式

参照附图说明与本发明的实施方式有关的图像诊断装置和图像诊断装置的控制方法。

图1为与本发明的实施方式有关的图像诊断装置的功能框图。

图像诊断装置1具有进行被检体的造影成像的功能。为此，图像诊断装置1具有：造影剂注入装置2、数据采集系统3、控制部4、数据处理系统5、输入装置6和显示装置7。在图像诊断装置1的构成部件中，处理数字数据的构成部件能够通过使计算机读取程序来构建。作为图像诊断装置1的例子，有能够进行造影成像的X射线CT装置和MRI装置。

造影剂注入装置2具有对被检体推注或静注造影剂的功能。

数据采集系统3具有通过按照预定的条件进行扫描而从被检体收集生物体数据的功能。在图像诊断装置1为X射线CT装置的情况下，由X射线管和X射线检测器等构成部件构成从被检体收集X射线检测数据作为生物体数据的数据采集系统3。另一方面，在图像诊断装置1为MRI装置的情况下，由线圈和磁铁等构成部件构成从被检体收集MR数据作为生物体数据的数据采集系统3。

控制部4具有通过根据从数据处理系统5输出的触发信号来控制数据采集系统3而使数据采集系统3进行成像扫描和先于成像扫描的预扫描的功能。成像扫描是用于收集造影图像数据作为诊断图像数据的扫描。还有，预扫描是用于收集ROI设定用的图像数据的扫描或为了确定成像扫描的开始定时而监测所需的ROI中的造影剂浓度的扫描。因此，控制部4中配备有根据来自输入装置6的信息设定ROI的功能。

此外，控制部4中具有：为了根据从数据处理系统5输出的触发信号进行造影成像而执行所需的数据采集系统3的控制的功能以及为了进行造影成像而将所需的信息输出到显示装置7或其他机器的功能。例如，控制部4中具有：在被检体的ROI内的表示造影效果的CT值等指标超过预定值时输出引导语音的功能、在表示造影效果的指标超过峰值时控制数据处理系统5而将摄像间隔延长的功能、在表示造影效果的指标超过峰值时控制数据处理系统5而使供给到X射线管的管电流降低的功能、在表示造影效果的指标成为预定值以下时控制数据处理系统5而结束摄像的功能那样地根据触发信号改变成像模式的功能或使信息输出的功能。

数据处理系统5设有图像数据生成部8、浓度变化取得部9、触发信号生成部10和异常通知部11。并且，浓度变化取得部9设有ROI设定部12和ROI修正部13。此外，触发信号生成部10设有第1阈值处理部14和第2阈值处理部15。

图像数据生成部8具备：对通过用数据采集系统3的成像扫描或预扫描收集的生物体数据进行图像重构处理而生成图像数据的功能，以及将所生成的图像数据显示在显示装置7上的功能。

浓度变化取得部9具备：根据通过用数据采集系统3的预扫描收集的生物体数据来取得与造影剂浓度的时间变化对应的数据作为造影剂的TDC的功能，以及将造影剂的TDC显示在显示装置7上的功能。

例如，在图像诊断装置1为X射线CT装置的情况下，能够制成造影剂的TDC，作为X射线CT图像数据中设定的ROI内的CT值的变化。并且，在图像诊断装置1为MRI装置的情况下，能够制成造影剂的TDC，作为MR图像数据中设定的ROI内的像素值或从预定区域收集的MR信号的信号值的变化。

ROI设定部12具有根据来自输入装置6的信息设定用于制成造影剂的TDC的ROI的功能。再者，在ROI内有多个像素位置存在，因此能够用多个像素值或CT值的平均值等的代表值来按每个ROI制成一个TDC。因此，能够通过设定多个ROI来制成多个TDC。

ROI修正部13具有执行在制成了异常的TDC时，通过阈值处理确定数据呈现异常值的范围，将从ROI去除了呈现异常值的范围的范围设定为新的ROI的ROI修正处理的功能。即，通过ROI修正部13的ROI修正处理，浓度变化取得部9构成为能够在制成了异常的TDC的情况下，用去除了呈现异常值的范围的范围内的数据来制成TDC。再者，是否制成异常的TDC的信息由触发信号生成部10的第1阈值处理部14提供给ROI修正部13。

触发信号生成部10具备通过对造影剂的TDC的第1阈值处理来检测TDC的异常数据的功能和在检测出异常数据时通过对去除了异常数据的TDC的第2阈值处理来生成触发信号的功能。换言之，触发信号生成部10构成为这样：即使通过对TDC的第2阈值处理而满足了触发信号的生成条件，也在通过第1阈值处理判断成为第2阈值处理的对象的TDC的数据为异常数据时不生成触发信号。也就是说，第1阈值处理和第2阈值处理无论哪个先执行都可以。

另外，触发信号生成部10具备通过将生成的触发信号输出到控制部4来使控制部4执行扫描的开始、摄影模式的变更或必要信息的输出的功能。

第1阈值处理部14具有执行对用于判断TDC的局部的数据是否为异常数据的TDC的第1阈值处理的功能。例如，能够对造影剂的TDC的值或变动量设定第1阈值，在TDC的值或变动量超过第1阈值时，将超过第1阈值的部分的TDC判断为异常数据。第1阈值例如能够根据过去观测的TDC的异常值凭经验确定。

第2阈值处理部15具备执行对用于确定触发信号的生成定时的TDC的第2阈值处理的功能。如果触发信号为用于成像扫描的开始的信号，则第2阈值处理能够是在TDC的值超过第2阈值时判断为满足了触发信号的生成条件的处理。如果触发信号是用于摄像模式的变更或信息输出的信号，则根据用于摄像模式的变更或信息输出的条件设定对TDC的第2阈值和第2阈值处理的方法。第2阈值可以由迄今用来确定触发信号的生成定时的经验值来确定。

以下以在第2阈值处理部15中判断用于开始成像扫描的触发信号的生成条件，触发信号生成部10生成用于开始成像扫描的触发信号的情况为例进行说明。

图2是进行对伴随有异常数据的TDC的第1和第2阈值处理而生成触发信号的方法的一例的说明图，图3表示从成为图2所示的TDC的生成对象的ROI中去除了呈现异常值的像素的范围的例子。

图2中横轴表示时间、纵轴表示ROI内的CT值。另外，图2中的虚线表示作为ROI内的CT值随时间的变化呈现的TDC，实线的圆标记表示用于生成TDC的各时刻CT值的描点(plot)数据。

如图3(A)所示，在X射线CT图像上设定ROI，通过预扫描从造影剂注入后的被检体动态地收集X射线检测数据，实时地计算ROI内的CT值，能够取得ROI中的TDC。并且，能够作为TDC监测ROI内的造影剂的浓度。

由于造影剂缓慢地流入ROI内，如果TDC对应于ROI内的造影剂的浓度，则TDC不会急剧上升或减少而是连续地缓慢上升。然而，如图3(A)所示，如果在ROI附近存在X射线的高吸收体，有时会由于高吸收体的影响而在X射线CT图像数据的ROI内产生伪差。如果ROI内有伪差出现，TDC就急剧上升然后再急剧减少。

因此，如图2所示，在TDC超过第2阈值TH2时生成成像扫描的触发信号生成的情况下，如果TDC因伪差急剧上升而超过第2阈值TH2，则即使造影剂未到达ROI内也会生成触发信号。

于是，在TDC上的某个CT值超过第2阈值TH2时，算出与前一个采样的CT值的差分ΔCT。然后，将第1阈值TH1与该CT值的差分ΔCT比较，如果CT值的差分ΔCT大于第1阈值TH1，则能够将触发信号生成部10控制成不生成触发信号。例如，在ROI被设定在颈动脉的情况下，能够将第1阈值TH1设为30HU(亨氏单位，HounsfieldUnit)左右。

通过这样的第1阈值处理，就能够在TDC的变动量的指标、即邻接的CT值的差分ΔCT急剧变化时判断TDC的上升是起因于伪差，从而不生成触发信号。

再者，如上所述，在CT值的差分ΔCT与第1阈值TH1相比，判断为CT值的差分ΔCT为第1阈值TH1以下的情况下，也可以进行CT值与第2阈值TH2之间的比较判断。并且可以认为，如果将邻接的CT值间的差分ΔCT作为TDC的变动量指标，则能够充分地判断是否因伪差造成了CT值上升的原因，但也可以将某个CT值与它之前n个(n为自然数)CT值的平均值之间的差分作为TDC的变动量的指标来与第1阈值TH1比较。

但是，如图2所示，在CT值因伪差而急剧上升，且下一个采样的CT值也超过第2阈值TH2的情况下，邻接的CT值的差分ΔCT成为较小值。

于是，在某个CT值与前一个CT值之间的差分ΔCT超过第1阈值TH1并且判断CT值为异常数据的情况下，能够将触发信号生成部10控制成直到至少经过预定时间ΔT为止不生成触发信号。预定时间ΔT能够根据过去异常数据的出现时间等凭经验确定。

另外，如上所述，ROI修正部13确定CT值呈现异常值的范围，并如图3(B)所示地从ROI去除，就能够成为如图2中虚线的圆标记所示地将CT值修正为正常值。在这种情况下，由于从ROI内去除了伪差，所以下一个采样的CT值也被修正为正常值。

通过这样的触发信号生成部10的控制，能够在TDC因发生异常数据而上升时也不开始成像扫描，而继续执行用于监测TDC的预扫描。

而且，在如图2所示那样CT值通过TDC根据造影剂浓度而缓慢上升从而超过第2阈值TH2的情况下，与前一个采样的CT值之间的差分ΔCT成为第1阈值TH1以下。因此，能够在适当的定时生成触发信号。

图4说明进行对伴随有异常数据的TDC的第1和第2阈值处理而生成触发信号的方法的另一例。

图4中横轴表示时间，纵轴表示ROI内的CT值。另外，图2中的虚线示出表示ROI内的CT值随时间的变化的TDC，实线的圆标记表示用于生成TDC的各时刻的CT值的描点数据。

如图4所示，对于构成TDC的CT值，也能够设定用于将异常值去除的第1阈值TH1和用于判断触发信号的生成条件的第2阈值TH2。即，能够将CT值本身作为TDC的变动量的指标进行第1阈值处理。在这种情况下，第1阈值TH1被设定为充分超出第2阈值TH2和由于造影剂的到达而能够上升的估计值的值。因此，即使CT值由于伪差而超过了第2阈值TH2，只要能超过第1阈值TH1，则不生成触发信号。

另外，能够如图4的虚线的圆标记所示那样将伪差部分从ROI内去除而修正CT值，或者在CT值被判断为异常数据时，将触发信号生成部10控制成至少在经过预定时间ΔT之前不生成触发信号。

异常通知部11具有在第1阈值处理部14中检测出异常数据时将异常数据的检测信息显示在显示装置7上的功能。即，异常通知部11具有将因伪差导致TDC的上升等信息通知给使用者的功能。

接着，说明图像诊断装置1的动作和作用。这里以如下情况为例进行说明，图像诊断装置1为X射线CT装置，进行图2所示的第1和第2阈值处理，生成成像扫描的触发信号。

图5是表示通过图1所示的图像诊断装置1监测造影剂的TDC从而以设定的定时进行被检体的造影成像的流程的流程图。

首先在步骤S1，通过预扫描收集成为造影剂TDC的制成对象的ROI的设定用图像数据。即，在控制部4的控制下，数据采集系统3通过进行S&S(扫描与扫描)模式、S&V(扫描与观看)模式、螺旋扫描模式、体积扫描模式等期望的模式的预扫描而收集成为被检体的检查对象的部位上的X射线检测数据。

具体而言，从设置于数据采集系统3中的X射线管向被检体照射X射线，透过被检体的X射线被X射线检测装置检测出。由X射线检测装置检测出的X射线检测数据被数据采集系统(DAS：dataacquisitionsystem)收集，X射线检测数据作为数字信号从DAS输出到数据处理系统5。

然后，数据处理系统5的图像数据生成部8通过进行对X射线检测数据的图像重构处理来生成图像数据，并将所生成的图像数据显示在显示装置7上。

接着，在步骤S2中，ROI设定部12设定用于根据来自输入装置6的信息制成造影剂的TDC的ROI。即，当使用者参照显示装置7上显示的图像来操作输入装置6，从而将ROI的设定信息输入到ROI设定部12时，ROI设定部12根据ROI的设定信息如图3(A)所示地设定ROI。

接着，在步骤S3中，造影剂注入装置2将造影剂注入被检体。

接着，在步骤S4中，在控制部4的控制下，数据采集系统3进行用于监测注入被检体的TDC的预扫描。即，通过与步骤S1相同的流程将X射线检测数据从DAS输出到数据处理系统5。其中，在TDC的监测用的预扫描中动态地收集X射线检测数据。

接着，在步骤S5中，数据处理系统5的浓度变化取得部9通过X射线检测数据的图像重构处理实时地生成X射线CT图像数据，并测定在X射线CT图像数据的ROI内的CT值。而且，浓度变化取得部9制成ROI内的CT值的时间变化，作为造影剂的TDC，并将制成的造影剂的TDC显示在显示装置7上。

再者，也可以不将造影剂的TDC显示在显示装置7上，而由浓度变化取得部9存储各时刻的CT值。

接着，在步骤S6中，第2阈值处理部15进行对用于确定触发信号的生成定时的TDC的第2阈值处理。即，第2阈值处理部15判断在最新的时刻采样的ROI内的CT值是否超过预先设定的第2阈值TH2。而且，在判断为CT值未超过第2阈值TH2的情况下，继续进行从步骤S4开始的TDC监测用的预扫描，以获得造影剂的TDC。

另一方面，当由于在图3(A)所示的ROI附近的X射线的高吸收体的影响而在X射线CT图像数据中出现伪差时，CT值急剧上升。因此，有时第2阈值处理部15判断为CT值超过第2阈值TH2。

这样，在步骤S7中，第1阈值处理部14算出判断为超过第2阈值TH2的CT值与前一个采样的CT值之间的差分ΔCT。

接着，在步骤S8中，为了判断超过第2阈值TH2的CT值是否为因伪差而上升的异常数据，第1阈值处理部14进行对CT值的差分ΔCT的第1阈值处理。即，第1阈值处理部14判断CT值的差分ΔCT是否超过预先设定的第1阈值TH1。

而且，在判断为CT值的差分ΔCT超过第1阈值TH1的情况下，继续进行从步骤S4开始的监测TDC用的预扫描，以求得造影剂的TDC。因此，即使CT值因伪差而超过第2阈值TH2，由于伪差而大大变动的CT值的差分ΔCT超过第1阈值TH1，所以监测TDC用的预扫描继续进行。

这里，根据需要，在步骤S9中，第1阈值处理部14将异常数据检测信息提供给异常通知部11，异常通知部11将TDC的上升是伪差造成的情况等的异常数据发生信息显示在显示装置7上。因此，使用者能够确认CT值的上升是伪差导致的。

另外，根据需要，在步骤S10中，ROI修正部13通过阈值处理确定在ROI内CT值呈现异常值的范围，例如CT值超过第2阈值TH2的像素的范围和CT值的差分ΔCT超过第1阈值TH1的像素的范围。而且，ROI修正部13进行如图3(B)所示那样将确定的异常数据的范围从ROI去除的ROI修正处理。因此，从修正后的ROI采样的CT值不受伪差影响而呈现正常值。

此外，根据需要，在步骤S11中，触发信号生成部10等待预定时间ΔT的经过。由此，因伪差的影响导致的CT值的急剧上升结束，CT值返回到正常值。

再者，步骤S9、步骤S10和步骤S11的处理能够相互独立地按任意顺序进行。

另一方面，当造影剂到达ROI内时，CT值缓慢上升，超过第2阈值TH2。此时，在步骤S8中，第1阈值处理部14判断CT值的差分ΔCT不超过第1阈值TH1。

在这种情况下，在步骤S12中，触发信号生成部10生成作为成像扫描的开始定时的触发信号，并将生成的触发信号输出到控制部4。

这样，在步骤S13中，接收到触发信号的控制部4对数据采集系统3进行控制，数据采集系统3进行造影成像扫描。由此，能够收集ROI内通过造影剂造影的造影CT图像数据，作为诊断用的图像数据。

再者，如上所述，也可以在用于触发信号的生成条件的判断的第2阈值处理之前进行用于异常数据的检测的第1阈值处理。

即，如上所述的图像诊断装置1通过对造影剂的TDC的阈值处理来判断TDC的变动是起因于造影剂还是由于其他原因，只在因造影剂导致TDC上升或下降的情况下，才生成用于确定成像扫描的开始、摄像模式的变更或信息的输出的定时的触发信号。

因此，根据图像诊断装置1，即使用于监测造影剂的浓度的数据由于造影剂以外的原因而上升或下降，也能够避免造影成像扫描的开始定时、摄像模式的变更定时或信息的输出定时被设定为不适当的定时。也就是说，能够在适当的定时生成用于控制造影成像扫描的触发信号。

例如，即使X射线CT装置收集的造影X射线CT图像数据中有伪差出现，也能够将因伪差出现而上升的TDC的部分去除，而在适当的定时生成触发信号。

以上，已对特定的实施方式作了描述，但所描述的实施方式仅为一例，并不用于限定本发明的范围。本文所述的新方法和装置可以用各种各样的其他方式实现。此外，这里描述的方法和装置的形式可以在不超出本发明要旨的范围内进行各种省略、置换及变更。随附的权利要求及其均等物被包含在本发明的范围和要旨中，涵盖了所述的各种形式和变形例。

Claims (7)

1.一种图像诊断装置，具有：

浓度变化取得部，取得与注入被检体的造影剂的浓度的时间变化对应的数据；

触发信号生成部，在通过对所述数据的第1阈值处理检测出异常数据时，通过对去除了所述异常数据的数据进行第2阈值处理来生成触发信号；以及

控制部，基于所述触发信号进行用于所述被检体的造影成像的控制。

2.如权利要求1所述的图像诊断装置，其中，

所述浓度变化取得部构成为：在检测出所述异常数据的情况下，针对去除了与所述异常数据对应的数据区域的数据区域，取得与所述造影剂的浓度的时间变化对应的数据。

3.如权利要求1所述的图像诊断装置，其中，

所述触发信号生成部构成为：在所述数据的值或变动量超过阈值的情况下，将超过所述阈值的数据作为所述异常数据检测出。

4.如权利要求1所述的图像诊断装置，其中，

所述触发信号生成部构成为：在检测出所述异常数据的情况下，在至少经过预定的时间后生成所述触发信号。

5.如权利要求1所述的图像诊断装置，其中

所述控制部构成为：将所述触发信号作为开始定时来进行所述被检体的造影成像。

6.如权利要求1所述的图像诊断装置，其中，

还具有异常通知部，在检测出所述异常数据的情况下，将所述异常数据的检测信息显示在显示装置上。

7.一种图像诊断装置的控制方法，包括如下步骤：

取得与注入被检体的造影剂的浓度的时间变化对应的数据；

在通过对所述数据的第1阈值处理检测出异常数据的情况下，通过对去除了所述异常数据的数据进行第2阈值处理来生成触发信号；以及

基于所述触发信号进行用于所述被检体的造影成像的控制。