CN103096802B

CN103096802B - X射线ct装置

Info

Publication number: CN103096802B
Application number: CN201180043051.7A
Authority: CN
Inventors: 小原亮太
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2010-09-07
Filing date: 2011-09-01
Publication date: 2015-12-16
Anticipated expiration: 2031-09-01
Also published as: JPWO2012033002A1; US20130156149A1; WO2012033002A1; US9119560B2; CN103096802A; JP5898081B2

Abstract

本发明的X射线CT装置具备图像重构部，该图像重构部根据拍摄条件来获取由X射线照射部照射到被检查者的X射线的照射强度的分布、即照射X射线图像，对所述照射X射线图像和重构图像进行投影变换，使用被投影变换的所述重构图像和与所述重构图像的生成区域对应的照射X射线图像来生成表示该被检查者的被曝剂量的分布的图像、即被曝剂量图像，并且算出所述被曝剂量。

Description

X射线CT装置

技术领域

本发明涉及向被检查者照射X射线来获得X射线CT的X射线CT装置，尤其涉及对被检查者的照射剂量、以及被检查者的被曝剂量的计测技术。

背景技术

国际辐射防护委员会(ICRP)于2007年提议“不过渡地限制伴随放射线辐射的活动，能以适当的等级而使人和环境从放射线辐射的有害影响中得到防护”。该ICRP建议被推荐适用于图像诊断中的医疗X射线被曝射。

向医疗X射线被曝射的适用，需要计测X射线被曝剂量。在专利文献1中，将在规定时间内照射了规定量的X射线时的与被曝剂量相关的信息保存于保存部，由X射线剂量算出部算出到达了被重构的X射线断层像内的各位置所对应的所述被检体的各部位的近似固定的X射线剂量，由被曝剂量分布算出部基于与被曝剂量相关的信息、和上述算出的到达了各部位的X射线剂量、和X射线照射时间，来算出在重构X射线断层像时照射出的X射线所引起的所述被检体的被曝剂量分布，所以可以算出被检体的各个部位的被曝剂量分布。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-74000号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在专利文献1中，由于以近似固定的照射剂量为基准来算出被曝剂量，因此内脏器官或组织等CT断层图像内的CT值不同的区域的个数越是增加，则被曝剂量算出所涉及的运算量越增加。

故此，被曝剂量算出的运算处理时间变长，评价被检查者的被曝剂量需要时间这一应解决的课题依然存在着。

本发明的目的在于提供一种能迅速地评价被检查者的被曝剂量的X射线CT装置。

用于解决课题的技术方案

为了达成上述目的，本发明具备图像重构部，该图像重构部根据拍摄条件来获取由X射线照射部照射到被检查者的X射线的照射强度的分布、即照射X射线图像，对所述照射X射线图像和重构图像进行投影变换，使用被投影变换的所述重构图像和与所述重构图像的生成区域对应的照射X射线图像来生成表示该被检查者的被曝剂量的分布的图像、即被曝剂量图像，并且算出所述被曝剂量

发明效果

根据本发明，能够迅速地评价被检查者的被曝剂量。

附图说明

图1是表示X射线CT装置的整体构成的图。

图2是表示X射线CT装置的构成要素的图。

图3是表示第1实施方式中的剂量评价处理的流程的流程图。

图4是说明第1实施方式中的照射剂量图像生成处理的图。

图5是表示第1实施方式中的被曝剂量图像生成处理的流程的流程图。

图6是说明第1实施方式中的被曝剂量图像生成处理的图。

图7是显示剂量评价信息的画面的一例的图。

图8是说明第2实施方式中的照射剂量图像生成处理的图。

图9是表示第2实施方式中的被曝剂量图像生成处理的流程的流程图。

图10是说明第2实施方式中的被曝剂量图像生成处理的图。

图11是说明第3实施方式中的累积照射剂量图像生成处理的图。

图12是说明第4实施方式中的累积被曝剂量图像生成处理的图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的最优实施方式进行详细地说明。本发明在使用X射线CT装置所进行的图像诊断中，对被曝剂量进行评价。

[第1实施方式]

首先，参照图1、图2，对本发明涉及的X射线CT装置的构成进行说明。

如图1所示，X射线CT装置由拍摄单元1、操作单元2等构成。拍摄单元1包括收纳扫描仪主体的台架100、和床台装置101。操作单元2对拍摄单元1进行操作、控制。此外，操作单元2进行拍摄条件的输入、图像处理等。

如图2所示，台架100由从被检查者3的周围照射X射线的X射线产生装置102、收拢从X射线产生装置102产生的X射线的线束的准直仪装置104、对透过被检查者3的X射线进行检测的X射线检测装置103、对X射线产生装置102施加高电压的高电压产生装置105、对X射线检测装置103检测的数据进行收集的数据收集装置106、使扫描仪围绕被检查者3的周围旋转的驱动装置107等构成。此外，准直仪装置104也可具备用于对X射线的照射分布进行调整的补偿滤波器等。

操作单元2由输入输出装置201、运算装置202、中央控制装置200等构成。

输入输出装置201由对图像等的数据进行显示的显示装置211、操作者用于输入拍摄条件等的输入装置212、对程序或装置参数等的拍摄所需的数据进行存储的存储装置213等构成。

运算装置202由以拍摄单元1获得的数据为基准来生成被检查者3的重构图像等的图像重构装置221、进行图像数据的解析等的图像处理装置222等构成。中央控制装置200根据来自操作者的操作指示，对拍摄单元1、操作单元2的各装置进行控制。

X射线CT装置所进行的拍摄有：X射线产生装置102和数据收集装置106在台架100内一边旋转一边进行拍摄的旋转拍摄、和X射线产生装置102和数据收集装置106在台架内100静止地进行拍摄的静止拍摄。用于获得被检查者3的断层图像的断层拍摄是基于旋转拍摄的拍摄。此外，用于决定断层拍摄的拍摄位置的定位扫描拍摄(scanogram)是基于静止拍摄的拍摄。另外，断层拍摄的拍摄轨道可以是圆轨道、螺旋轨道、圆轨道和螺旋轨道组合等的任意组合，但并不特别限定。

在此，图1以及图2所示的由拍摄单元1和操作单元2构成的X射线CT装置能够作为设置于其X射线CT装置内的显示装置或输入输出装置等的各装置之间以布线或网络等电连接的X射线CT装置发挥功能。进而，在图1的操作单元2所示那样的工作站或台式计算机那样的数据处理装置的情况下，这种装置如以下那样被置换。也就是说，构成操作单元2的输入输出装置201为输入输出部，中央控制装置200为控制部，运算装置202为运算部。通过这种构成，这种数据处理装置与犹如一体式的独立型装置的构成相同。

同样地，在图1的拍摄单元1中，X射线产生装置102为X射线产生部，准直仪装置104为准直仪部，由X射线产生部和准直仪部构成的部件是X射线照射部，X射线检测装置103为X射线检测部，高电压产生装置105为高电压产生部，数据收集装置106为数据收集部，驱动装置107为驱动部。也就是说，拍摄单元1由这些的各部、台架100和床台装置101构成。拍摄单元1以及操作单元2的各部位具有与上述装置相同的功能。

进而，“X射线照射部”、“X射线检测部”、“图像重构部”以及“显示部”如下那样进行定义。

“X射线照射部”从被检查者的周围照射X射线，由从被检查者3的周围照射X射线的X射线产生部102、和收拢由X射线产生部102产生的X射线的线束的准直仪部104构成。

“X射线检测部”将透过被检查者的X射线作为X射线信息来检测，相当于X射线检测装置103。

“图像重构部”根据被X射线检测部检测出的X射线信息来生成被检查者的重构图像，根据拍摄条件来获取由X射线照射部照射到被检查者的X射线的照射强度的分布、即照射X射线图像，对照射X射线图像和重构图像进行投影变换，使用被投影变换的重构图像和与重构图像的生成区域对应的照射X射线图像，来生成表示被检查者的被曝剂量的分布的图像、即被曝剂量图像，或者算出被曝剂量，其相当于图像重构装置221。

“显示部”显示被曝剂量图像以及被曝剂量，相当于显示装置211。

在本实施方式中，通过图像重构部(图像重构装置221)执行后述的处理流程来进行被检查者3的被曝剂量的评价。

在此，记载术语的定义。

“图像”并不限于被可视显示于显示装置的图像，还意味着像素值的集合数据。而且，“图像的生成”意味着算出各像素值。

此外，在不区别对被检查者3照射的X射线的剂量(照射剂量)、表示被检查者3的被曝射量的X射线的剂量(被曝剂量)等的情况下，假设仅记载为“剂量”。

所谓“照射X射线信息”是指由X射线产生装置102照射到被检查者3的X射线的照射强度的分布。

所谓“照射X射线图像”、“照射剂量图像”是表示照射到被检查者3的X射线的照射剂量的分布的图像。

所谓“衰减系数图像”是表示衰减系数的分布的图像。

所谓“照射剂量修正图像”是表示相对于照射剂量图像的衰减量的削减结果的图像。即、照射剂量修正图像是表示从照射剂量图像之中削减了被检查者3所引起的衰减量之后的结果的图像。

所谓“吸收剂量图像”是表示被被检查者3吸收的X射线的吸收剂量的分布的图像。吸收剂量是放射线防护中的基本的剂量计测量，被定义为每单位质量所吸收的能量。吸收剂量的单位是J/kg(特殊单位为Gy(葛莱))。

所谓“等效剂量图像”是表示等效剂量的分布的图像。等效剂量是各内脏器官、组织中的平均吸收剂量、和放射线权重系数之积。等效剂量的单位是J/kg(特殊单位为Sv(西弗特))。此外，在ICRP的建议中，光子中的放射线权重系数并不限于能量范围，由于为1，因此在CT中吸收剂量和等效剂量相等。

所谓“有效剂量图像”是表示有效剂量的图像。有效剂量在国际辐射防护委员会(ICRP)中被定义为：将表示按每个内脏器官以及/或者每个组织(以下称为内脏器官等。)而不同的放射线感受性的组织权重系数对等效剂量进行加权，从而对所有内脏器官等合计之后的值。有效剂量的单位是J/kg(特殊单位为Sv(西弗特))。

所谓“内脏器官辨别图像”是用于对重构图像中包含的内脏器官等的区域进行识别的图像。

所谓“组织权重系数图像”是按由内脏器官辨别图像识别的内脏器官等的每个区域来将组织权重系数对等效剂量图像进行加权之后的图像。

所谓“被曝剂量图像”是表示被检查者3的被曝剂量的分布的图像。被曝剂量图像例如作为有效剂量图像而算出。

接着，参照图3至图7，对第1实施方式中的X射线CT装置的处理进行说明。

如图3所示，X射线CT装置的图像重构装置221获取被检查者图像(S101)。

第1实施方式中的被检查者图像为图4所示的被检查者3的断层图像5(重构图像)。断层图像5的断层平面是由点线所示的区域4a。断层图像5可以是1个、多个均可，并没有特别限定。此外，第1实施方式中的被检查者图像如断层图像5所示那样不仅可以是与被检查者3的体轴垂直的断面像(轴向图像)，也可以是与被检查者3的体轴平行且被检查者3的侧面方向的断面像(冠状图像)、或与被检查者3的体轴平行且从被检查者3的正面向背面的方向的断面像(矢状图像)等。

接着，X射线CT装置的图像重构装置221根据拍摄条件，从存储装置213中获取照射X射线信息(S102)。

图像重构装置221从存储装置213之中获取从X射线的照射开始(t＝t0)到照射结束(t＝tn)的每个规定时间间隔的各时刻(t＝t0、……、tn)的照射X射线信息。即、图像重构装置221每隔规定时间间隔(例如，每个视图)，获取与拍摄条件相应的照射X射线信息。

照射X射线信息是图4所示的三维照射强度分布数据1001。图像重构装置221在S102之前，预先按照每个拍摄条件而将三维照射强度分布数据1001存储至存储装置213。

在图4所示的例子中，三维照射强度分布数据1001具有X射线束向切片面方向(x-y平面方向)的展开度(扇角)、和X射线束向体轴方向(z轴方向)的展开度(锥角)。但是，三维照射强度分布数据1001并不限定于图4所示的例子。

三维照射强度分布数据1001可以是在断层图像5的拍摄之前预先实际测量到的数据、在断层图像5的拍摄中获得的数据、或者通过数值仿真所获得的数据中的任何数据。此外，三维照射强度分布数据1001也可以是使实际测量数据或仿真数据模型化或参数化之后的数据。

三维照射强度分布数据1001因施加给X射线产生装置102的电压、电流(管电压、管电流)而不同。此外，因准直仪装置104的准直仪部分的开口的程度而不同。此外，因台架100的几何学特性而不同。三维照射强度分布数据1001并不特别限定拍摄条件，能够根据各种拍摄条件来进行定义。

返回到图3的说明。接着，X射线CT装置的图像重构装置221生成照射剂量图像(S103)。

图像重构装置221对在S102中获取到的多个三维照射强度分布数据的集合1000进行时间积分，由此生成三维照射剂量数据2000。三维照射剂量数据2000是从X射线的照射开始(t＝t0)到照射结束(t＝tn)为止照射的X射线的剂量的总和。而且，图像重构装置221将重构图像的生成区域、即具有与表示断层图像5的断层平面的区域4a相同的z位置的区域4b作为切取平面，提取切取平面中的三维照射剂量数据2000的像素值来作为照射剂量图像6。

另外，图4所示的照射剂量图像6按照圆区域的像素值固定的方式进行表现，但是实际上每个像素具有不同的像素值。即、照射剂量图像6是具有分布的图像。

如图4所示，三维照射剂量数据2000的区域例如是将台架100的内周面(台架100的开口部)作为断面，在体轴方向(z轴方向)上从X射线到达的最小的Z位置延伸到最大的Z位置(分别由拍摄开始位置和拍摄结束位置所决定的。)为止的圆柱形状。其中，三维照射剂量数据2000的区域的形状并不限定于此，只要至少包含在拍摄时存在照射到被检查者3的可能性的X射线的照射范围即可。例如，三维照射剂量数据2000的区域的断面并不限于圆，也可以是椭圆或者矩形那样的形状。此外，三维照射剂量数据2000的区域的断面也可在体轴方向(z轴方向)上具有不同的面积。

返回到图3的说明。接着，X射线CT装置的图像重构装置221生成被曝剂量图像(S104)。

以下，参照图5、图6，对被曝剂量图像的生成处理进行说明。

如图5所示，图像重构装置221获取图4所示的断层图像5(S201)，基于表示CT值和线性衰减系数之间的关系的信息，从断层图像5变换成衰减系数图像7(S202)。

所谓CT值和线性衰减系数之间的关系是由“CT值＝(μt-μw)/μw×K”(μt：被检查者3的线性衰减系数、μw：水的线性衰减系数、K：常数)的关系式进行表示的。

线性衰减系数是由被照射的X射线的能量分布、以及构成被检查者3的物质所决定的物理系数。表示CT值和衰减系数之间的关系的信息(用于将CT值变换成衰减系数的变换数据)依赖于拍摄条件或X射线CT装置的特性等。变换数据可以是在断层图像5的拍摄前预先实际测量到的数据、或者通过数值仿真所获得的数据，可以是使实际测量数据或仿真数据模型化或参数化之后的数据。

接着，图像重构装置221对衰减系数图像7进行正向投影(也称为再投影。)处理，而变换成衰减系数投影数据50(S203)。这里的正向投影处理是指，从正交坐标系中的线性衰减系数的分布变换成投影坐标系中的线性衰减系数的分布(所谓的Radon变换)的处理。正交坐标系是使被检查者3固定的坐标系。投影坐标系是表示使X射线产生装置102和数据收集装置106相对于正交坐标系而旋转了θ时的位置的坐标系。

接着，图像重构装置221获取在图3的S103中生成的照射剂量图像6(S204)，对照射剂量图像6进行正向投影处理，而变换成照射剂量投影数据51(S205)。S205中的正向投影处理与S203中的正向投影处理相同。

接着，使用重构图像和与重构图像的生成区域对应的照射X射线图像，来生成表示该被检查者的被曝剂量的分布的图像、即被曝剂量图像。即，图像重构装置221使用衰减系数投影数据50，对照射剂量投影数据51进行逆衰减修正处理(S206)。具体而言，图像重构装置221利用如下所示的式(1)来生成衰减修正照射剂量投影数据52。

[式1]

g_E(X，θ)＝e^-gr(X，θ)g₀(X，θ)····(1)

g_E(X，θ)：衰减修正照射剂量投影数据

g_T(X，θ)：衰减系数投影数据

g₀(X，θ)：照射剂量投影数据

通常的衰减修正存在相对于修正对象数据(通常是指表示透过了被检查者3后的X射线的剂量的数据)而将衰减量恢复为原始的作用。另一方面，由于S206的处理存在相对于修正对象数据(在S206中是表示照射到被检查者3的X射线的剂量的数据)而使衰减量削减的作用，因此被称为“逆”衰减修正。

另外，在S206的逆衰减修正处理中，也可追加考虑到被检查者3所引起的X射线的散射、折射、衍射的影响、或X射线的指向性的修正。

接着，图像重构装置221对衰减修正照射剂量投影数据52进行反向投影处理，而生成照射剂量修正图像8(S207)。这里的反向投影处理是指从投影坐标系中的线性衰减系数的分布变换成正交坐标系中的线性衰减系数的分布(所谓的反向Radon变换)的处理。

在照射剂量修正图像8中包含用于对被检查者3的被曝射进行评价的本质信息。后述的S208、S209是将照射剂量修正图像8变换成现有的剂量单位的处理。

接着，图像重构装置221求出照射剂量图像6与照射剂量修正图像8的差值，并基于所求出的差值来生成吸收剂量图像(S208)。照射剂量图像6与照射剂量修正图像8的差值表示被检查者3所引起的衰减量。在本发明中，假设被检查者3所引起的衰减量相当于被检查者3的吸收剂量。吸收剂量图像与照射剂量图像6同样地是具有分布的图像。

接着，图像重构装置221在吸收剂量图像上乘以放射线权重系数，由此生成等效剂量图像(S209)。如上述定义那样，在ICRP的建议中，由于光子中的放射线权重系数并不限于能量的范围而为1，因此吸收剂量图像和等效剂量图像相同。

接着，图像重构装置221进行基于断层图像5的CT值的区域判定，对内脏器官等的区域进行辨认，生成内脏器官辨别图像(S210)。内脏器官辨别图像是内脏器官等的映射图，例如是针对每个内脏器官等而赋予了不同的标签的标签图像。

另外，区域判定也可取代CT值，而基于内脏器官等的解剖学形状的特征来进行。

此外，图像重构装置221不仅辨认内脏器官等的区域，还辨认人体的部位，生成按部位分类的图像。

接着，图像重构装置221使用与内脏器官等对应的组织权重系数来生成组织权重系数图像(S211)。组织权重系数例如能够使用ICRP的建议所示的值。

此外，图像重构部算出被曝剂量。也就是说，图像重构装置221对照内脏器官辨别图像和等效剂量图像(或者吸收剂量图像)，来生成组织权重系数图像。组织权重系数图像表示每个内脏器官等的被曝剂量的算出结果。从而，通过组织权重系数图像可以评价被检查者3的每个内脏器官等的被曝剂量。

此外，图像重构装置221对照按部位分类的图像和等效剂量图像(或者吸收剂量图像)，来生成部位权重系数图像。部位权重系数图像表示人体的每个部位(头部、胸部、腹部、四肢等)的被曝剂量的算出结果。

接着，图像重构装置221使用组织权重系数图像，将等效剂量图像变换成有效剂量图像，将有效剂量图像作为被曝剂量图像(S212)。如上述定义那样，有效剂量图像是将组织权重系数对等效剂量图像进行加权之后的图像。

此外，图像重构装置221也可使用剂量当量换算系数，将吸收剂量图像变换成被曝剂量图像。剂量当量换算系数例如能够使用ICRP的建议所示的值。

返回到图3的说明。接着，X射线CT装置的显示装置211显示剂量信息(S105)。

以下，参照图7，对剂量信息的显示例进行说明。

显示装置211基于图像重构装置221的算出结果，如图7所示那样显示剂量管理画面700。

在图7所示的剂量管理画面700中包含：冠状图像的被曝剂量图像9a、轴向图像的被曝剂量图像9b、在被检查者3的虚拟图像3a上叠加了照射剂量图像6的照射范围图像701、按拍摄分类的被曝剂量702、被曝剂量指标变换按钮703、按拍摄分类的照射剂量704、按部位分类的被曝剂量705、按内脏器官分类的被曝剂量706、ROI(关心区域)内被曝剂量707、图像上显示的ON/OFF按钮708。

当通过图像上显示的ON/OFF按钮708而使得图像上显示成为ON时，在被曝剂量图像9a、9b中显示按部位分类的被曝剂量705、按内脏器官分类的被曝剂量706、ROI内被曝剂量707的一部分信息。

在被曝剂量图像9a中叠加显示肺的被曝剂量706a、ROI707a、ROI内被曝剂量707b。此外，在被曝剂量图像9b中叠加显示腹部的被曝剂量705a、肝脏的被曝剂量706b、脊椎的被曝剂量706c。

在照射范围图像701中除了被检查者3的虚拟图像3a、照射剂量图像6之外，还显示圆筒状的三维照射剂量数据2000、表示照射剂量图像6的切取平面的圆状的区域4b。

通过照射范围图像701，用户能够大致掌握X射线对于被检查者3的照射范围。

在按拍摄分类的被曝剂量702中显示出：基于断层拍摄的被曝剂量、基于单纯拍摄(定位扫描拍摄)的被曝剂量、以及基于断层拍摄和单纯拍摄的累积被曝剂量。另外，由后述的实施方式，对基于单纯拍摄的被曝剂量、基于断层拍摄和单纯拍摄的累积被曝剂量的算出进行说明。

被曝剂量指标变换按钮703是用于将被曝剂量的指标变换成其他指标的按钮。作为其他指标，考虑CTDI(ComputedTomographyDoseIndex)、DLP(DseLengthProduct)、CTDIw(weightedCTDI)、CTDIvol(volumetricCTDI)等的现有的指标、或用户定义的指标。图像重构装置221基于照射剂量图像6来算出CTDI、DLP、CTDIw、以及CTDIvol。

在按拍摄分类的照射剂量704中显示基于旋转拍摄(相当于断层拍摄)的照射剂量、基于静止拍摄(相当于定位扫描拍摄)的照射剂量、基于旋转拍摄和静止拍摄的累积照射剂量。另外，利用后述的实施方式，对基于静止拍摄的被曝剂量、基于旋转拍摄和静止拍摄的累积照射剂量的算出进行说明。

在按部位分类的被曝剂量705中显示出头部、胸部、腹部、四肢的被曝剂量。

在按内脏器官分类的被曝剂量706中显示出骨、脑、肺、胃、肠、肝脏、乳房、膀胱等的被曝剂量。

在ROI内被曝剂量707中显示出ROI内的被曝剂量。

以上，根据第1实施方式，在断层拍摄(旋转拍摄)中能够迅速地评价与拍摄条件相应的被检查者3的被曝剂量、以及对于被检查者3的照射剂量。

进而，能够高精度且详细地评价、管理被检查者3的被曝剂量、以及对于被检查者3的照射剂量。

在本发明中，由于使用重构图像(临床图像信息)中所包含的形态信息以及反映出被检查者3的物质构成的物理特性，因此也可适用于体内留置物、造影剂等与人体组织不同的物质、或使照射X射线显著地衰减的物质作为被检查者3而存在，或者在拍摄中以较短的时间间隔进行照射X射线的强度或能量的调制这样的拍摄法被实施的CT断层图像中，从而也能够评价被检查者的被曝剂量。

此外，由于从重构图像之中仅参照形态信息和物理特性，因此即便是实施了使图像特性发生变化的图像重构法、图像处理法的重构图像，也能够评价被曝剂量。

此外，由于能够提供照射剂量图像，因此也能够进行照射剂量的评价、管理，也能够容易地变换成现有的CT检查特有的被曝剂量的指标(CTDI、DLP、CTDIw、CTDIvol等)。

尤其是，由于关于评价被曝剂量的图像中的各像素而考虑了照射X射线量的三维分布，因此通过图5所示的S201至S207示出的处理能够在X射线的每个照射方向上算出考虑了被检查者3的形状的衰减量，所以能够高精度地评价被检查者3的被曝剂量。

此外，在图5所示的S201至S207示出的处理中，因为没有进行被检查者3的每个内脏器官等的算出处理(例如，算出每个内脏器官等的X射线的透过长的处理等)，所以即便在评价被曝剂量的图像内存在多个内脏器官等，也能以较少的计算量便可解决，故能够缩短计算时间。

进而，通过图5所示的S210至S211，利用ICRP的建议所示的值等，能够按每个内脏器官等算出被曝剂量。其原因在于，通过图5所示的S201至S207示出的处理能够以像素为单位高精度地算出吸收剂量。

[第2实施方式]

在第1实施方式中，对基于断层拍摄(旋转拍摄)的被曝剂量的评价进行了说明，但是在第2实施方式中，对基于定位扫描拍摄(静止拍摄)的被曝剂量的评价进行说明。

定位扫描拍摄为静止拍摄，即为能够获得被检查者3的定位扫描图像(被检查者3的内脏器官等的活动能够得到确认的活动图像)的拍摄。

参照图8至图10，对第2实施方式中的X射线CT装置的处理进行说明。

第2实施方式中的被检查者3图像为图8所示的被检查者3的定位扫描图像10。定位扫描图像10的拍摄范围的区域4c为与YZ平面平行的区域。定位扫描图像10可以为1个也可以为多个，但是并不特别限定。此外，定位扫描图像10可以为从被检查者3的正面、平面、左侧面、右侧面、或者其他的所有方向拍摄到的图像，也可以组合多个方向来进行多次的拍摄。

如图9所示，X射线CT装置的图像重构装置221获取图4所示的定位扫描图像10(S301)，基于衰减基准值而从定位扫描图像10变换成衰减比图像11(S302)。

衰减比图像11是表示衰减比的分布的图像。衰减比是以衰减基准值为基准来表示各像素值的比的值(相对值)。

衰减基准值可以为预先实际测量到的数据、通过数值仿真所获得的数据、或者定位扫描图像的一部分区域12(参照图10)的平均像素值。定位扫描图像的一部分区域12期望为空气的区域，但也可以为除此之外的物质的区域。

接着，图像重构装置221根据拍摄条件，从存储装置213中获取照射X射线信息。图像重构装置221从存储装置213中获取从X射线的照射开始(t＝t0)到照射结束(t＝tn)为止的每个规定时间间隔的各时刻(t＝t0、……、tn)的照射X射线信息。

照射X射线信息是图8所示的三维照射强度分布数据1101。在图8所示的例子中，三维照射强度分布数据1101具有X射线束向切片面方向(x-y平面方向)的展开度(扇角)、和X射线束向体轴方向(z轴方向)的展开度(锥角)。但是，三维照射强度分布数据1101并不限定于图8所示的例子。

接着，图像重构装置221对各时刻的三维照射强度分布数据的集合1100进行时间积分，与定位扫描图像10相匹配地进行从三维向二维的射影变换(如果为图8所示的例子，则是指向y-z平面的射影变换)，由此生成二维照射剂量数据2100。而且，图像重构装置221生成具有与定位扫描图像10的拍摄区域4c同一区域4d的照射剂量图像6(静止拍摄照射剂量图像、照射X射线图像)(S303)。

接着，图像重构装置221使用衰减比图像11而对照射剂量图像6进行逆衰减修正处理(S304)，由此算出被检查者3所引起的衰减量，作为被检查者3所引起的衰减量相当于被检查者3所引起的吸收量的情形，而生成吸收剂量图像16(静止拍摄吸收剂量图像)(S305)。

由于第2实施方式为静止拍摄，因此不进行正向投影处理以及反向投影处理。即、不进行相当于第1实施方式中的投影数据的生成处理(S203、S205)以及照射剂量修正图像的生成处理(S207)的处理。

在S304中的逆衰减修正处理中，图像重构装置221利用如下所示的式(2)来生成吸收剂量图像。

[式2]

f_{A} = (1 - e^{- f_{T}}) f_{0} . . . (2)

f_{T} = \ln (\frac{k f_{t}}{f_{0}})

k = \frac{&Integral; f_{0} (x, y) dxdy}{&Integral; f_{t} (x, y) dxdy}

fA：吸收剂量图像f0：照射剂量图像

fT：衰减比图像ft：定位扫描图像

k：衰减基准值

接着，图像重构装置221使用剂量当量换算系数而将吸收剂量图像16变换成被曝剂量图像(S306)。剂量当量换算系数例如能够使用ICRP的建议所示的值。

而且，与第1实施方式同样地，X射线CT装置的显示装置211显示剂量信息。

以上，根据第2实施方式，在定位扫描拍摄(静止拍摄)中能够迅速地评价与拍摄条件相应的被检查者3的被曝剂量、以及对于被检查者3的照射剂量。

进而，能够高精度且详细地评价、管理被检查者3的被曝剂量、以及对于被检查者3的照射剂量。另外，由于定位扫描拍摄也为静止拍摄，因此与定位扫描拍摄同样地能够评价、管理被曝剂量和照射剂量。

在本发明中，由于使用被检查者图像(临床图像信息)中所包含的形态信息以及反映出被检查者3的物质构成的物理特性，因此即便体内留置物、造影剂等与人体组织不同的物质、或使照射X射线显著地衰减的物质作为被检查者3而存在，也能够评价被曝剂量。

此外，由于能够提供表示照射到被检查者3的X射线的照射剂量的分布的照射剂量图像，因此也能够进行照射剂量的评价、管理，也能够容易地变换成现有的CT检查特有的被曝剂量的指标(CTDI、DLP、CTDIw、CTDIvol等)。

此外，在图9所示的S301至S305示出的处理中，因为没有进行被检查者3的每个内脏器官等的算出处理(例如，算出每个内脏器官等的X射线的透过长的处理等)，所以即便在评价被曝剂量的图像内存在多个内脏器官等，也能够以较少的计算量便可解决，故能够缩短计算时间。

[第3实施方式]

在第1实施方式和第2实施方式中，对断层拍摄(旋转拍摄)和定位扫描拍摄(静止拍摄)各自的被曝剂量的评价进行了说明，但是在第3实施方式中，对实施断层拍摄(旋转拍摄)和定位扫描拍摄(静止拍摄)双方、并在拍摄范围内存在重复的区域的情况进行说明。

参照图11，对第3实施方式中的X射线CT装置的处理进行说明。

X射线CT装置基于所设定的拍摄条件来进行定位扫描拍摄和断层拍摄，从而获取定位扫描图像和断层图像。

接着，X射线CT装置的图像重构装置221根据拍摄条件，从存储装置213之中获取定位扫描拍摄中的照射X射线信息。图像重构装置221从存储装置213之中获取从定位扫描拍摄中的X射线的照射开始(t＝ts0)到照射结束(t＝tsn)为止的每个规定时间间隔的各时刻(t＝ts0、……、tsn)的照射X射线信息。定位扫描拍摄中的照射X射线信息为图11所示的三维照射强度分布数据的集合1100。

此外，图像重构装置221根据拍摄条件，从存储装置213之中获取断层拍摄中的照射X射线信息。图像重构装置221从存储装置213之中获取从断层拍摄中的X射线的照射开始(t＝tr0)到照射结束(t＝trn)为止的每个规定时间间隔的各时刻(t＝tr0、……、trn)的照射X射线信息。断层拍摄中的照射X射线信息为图11所示的三维照射强度分布数据的集合1000。

接着，图像重构装置221按每个时刻合成定位扫描拍摄中的三维照射强度分布数据的集合1100、和断层拍摄中的三维照射强度分布数据的集合1000的双方，通过对被合成的三维照射强度分布数据的集合1200进行时间积分，由此生成累积三维照射剂量数据2200。

接着，图像重构装置221将具有与表示评价对象的断层图像的断层平面的区域相同的z位置的区域4e作为切取平面，提取切取平面中的累积三维照射剂量数据2200的像素值来作为累积照射剂量图像15。

此外，图11所示的累积照射剂量图像15虽然按照像素值固定的方式进行表现，但是实际上每个像素而具有不同的像素值。即，累积照射剂量图像15是具有分布的图像。

接着，图像重构装置221与第1实施方式同样地，使用评价对象的断层图像和累积照射剂量图像15来生成累积被曝剂量图像。

而且，X射线CT装置的显示装置211与第1实施方式同样地显示剂量信息。

以上，根据第3实施方式，实施断层拍摄(旋转拍摄)和定位扫描拍摄(静止拍摄)的双方，拍摄范围内存在重复的区域的情况下，能够迅速地评价与拍摄条件相应的被检查者3的累积被曝剂量、以及对于被检查者3的累积照射剂量。

进而，能够高精度且详细地评价、管理被检查者3的累积被曝剂量、以及对于被检查者3的累积照射剂量。

[第4实施方式]

在第3实施方式中，对合成定位扫描拍摄中的三维照射强度分布数据和断层拍摄中的三维照射强度分布数据、并评价累积被曝剂量和累积照射剂量的情况进行了说明，但是在第4实施方式中对合成被曝剂量图像的情况进行说明。

参照图12，对第4实施方式中的X射线CT装置的处理进行说明。

X射线CT装置基于被设定的拍摄条件来进行定位扫描拍摄和断层拍摄，从而获取定位扫描图像和断层图像。

接着，X射线CT装置的图像重构装置221如第1实施方式所说明过的那样，生成断层拍摄被曝剂量图像9c。在图12中示出多个切片位置(z位置)的断层拍摄被曝剂量图像9c。

接着，图像重构装置221如利用第2实施方式所说明过的那样，生成定位扫描拍摄被曝剂量图像9d。图12所示的定位扫描拍摄被曝剂量图像9d是表示从被检查者3的正面方向拍摄到的定位扫描拍摄的被曝剂量的图像。

接着，图像重构装置221在定位扫描拍摄的拍摄方向上投影断层拍摄被曝剂量图像9c，生成每单位厚度(厚度表示切片厚。)的被曝剂量数据13。图12所示的被曝剂量数据13的图表中的横轴表示被检查者3的体宽方向(x方向)的位置、纵轴表示每单位厚度的被曝剂量。

接着，图像重构装置221在定位扫描拍摄被曝剂量图像9d的相应的切片位置14对各被曝剂量数据13进行相加，来生成累积被曝剂量图像。

以上，根据第4实施方式，合成多个被曝剂量图像，从而能够迅速地评价与拍摄条件相应的被检查者3的累积被曝剂量。

进而，能够高精度且详细地评价、管理被检查者3的累积被曝剂量。

在上述的第1实施方式至第4实施方式中，虽然X射线CT装置的图像重构装置221生成照射剂量图像或被曝剂量图像等，但是并发明并不限定于此。

例如，也可以不是图像重构装置221，进行医用图像处理的计算机(医用图像处理装置)的CPU(控制部)也可生成照射剂量图像或被曝剂量图像等。此时，医用图像处理装置从X射线CT装置之中获取拍摄条件、成为被检查者的重构图像的原始的信息等。例如，X射线CT装置也可经由网络而将这些信息发送至医用图像处理装置。此外，例如X射线CT装置也可将这些信息存储至存储介质，医用图像处理装置从存储媒体之中读出这些信息。

此外，在该情况下，医用图像处理装置预先按每个拍摄条件而将三维照射强度分布数据(照射X射线信息)存储至存储装置(存储部)。

而且，医用图像处理装置的控制部根据拍摄条件，从存储部之中获取照射X射线信息，并基于照射X射线信息和被检查者的重构图像来生成被曝剂量图像。此外，医用图像处理装置的显示装置(显示部)显示被曝剂量图像等的剂量信息。

以上，参照附图，对本发明涉及的X射线CT装置等的优选实施方式进行了说明，但是本发明并不限定于这些例子。如果是本领域技术人员，则可知在本申请公开的技术思想的范围内可想到各种变更例或者修改例，这些当然也属于本发明的技术范围。

符号说明：

1：拍摄单元；2：操作单元；3：被检查者；4a、4b、4c、4d、4e：区域；5：断层图像；6：照射剂量图像；7：衰减系数图像；8：照射剂量修正图像；9a：冠状图像的被曝剂量图像；9b：轴向图像的被曝剂量图像；9c：断层拍摄被曝剂量图像；9d：定位扫描拍摄被曝剂量图像；10：定位扫描图像；11：衰减比图像；12：定位扫描图像的一部分区域；13：被曝剂量数据；14：切片位置；15：累积照射剂量图像；16：吸收剂量图像；50：衰减系数投影数据；51：照射剂量投影数据；52：衰减修正照射剂量投影数据；100：台架；101：床台装置；102：X射线产生装置；103：X射线检测装置；104：准直仪装置；105：高电压产生装置；106：数据收集装置；107：驱动装置；200：中央控制装置；201：输入输出装置；202：运算装置；211：显示装置；212：输入装置；213：存储装置；221：图像重构装置；222：图像处理装置；700：剂量管理画面；701：照射范围图像；702：按拍摄分类的被曝剂量；703：被曝剂量指标变换按钮；704：按拍摄分类的照射剂量；705：按部位分类的被曝剂量；705a：腹部的被曝剂量；706：按内脏器官分类的被曝剂量；706a：肺的被曝剂量；706b：肝脏的被曝剂量；706c：脊椎的被曝剂量；707a：ROI；707b：ROI内被曝剂量；707：ROI内被曝剂量；708：图像上显示的ON/OFF按钮；1000、1100：三维照射强度分布数据的集合；1001、1101：三维照射强度分布数据；1200：被合成的三维照射强度分布数据的集合；2000：三维照射剂量数据；2100：二维照射剂量数据；2200：累积三维照射剂量数据。

Claims

1.一种X射线CT装置，其特征在于，具备：

X射线照射部，其从被检查者的周围照射X射线；

X射线检测部，其检测透过被检查者的X射线作为X射线信息；

图像重构部，其根据所述X射线信息来生成被检查者的重构图像，该图像重构部根据拍摄条件来获取由所述X射线照射部照射到被检查者的X射线的照射强度的分布即照射X射线信息，在从照射开始至照射结束为止的每个规定时间间隔的各时刻，对所述照射X射线信息进行时间积分由此生成照射剂量数据，并基于该照射剂量数据来生成表示照射到该被检查者的X射线的剂量的分布的图像即照射剂量图像，基于表示CT值和衰减系数之间的关系的信息而将所述重构图像的CT值变换成衰减系数，由此生成表示衰减系数的分布的图像即衰减系数图像，利用所述重构图像和与所述重构图像的生成区域对应的所述照射X射线信息，来生成表示该被检查者的被曝剂量的分布的图像即被曝剂量图像，并且算出所述被曝剂量；和

显示部，其显示所述被曝剂量图像以及所述被曝剂量。

2.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其特征在于，

所述图像重构部基于多个所述被曝剂量图像来生成累积被曝剂量图像，该累积被曝剂量图像是表示该被检查者的累积被曝剂量的分布的图像。

3.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其特征在于，

所述图像重构部对所述衰减系数图像和所述照射剂量图像分别进行从正交坐标系向投影坐标系的变换即正向投影处理，由此生成所述衰减系数图像的投影数据和所述照射剂量图像的投影数据，并使用所述衰减系数图像的投影数据对所述照射剂量图像的投影数据进行逆衰减修正处理，对逆衰减修正处理后的所述照射剂量图像的投影数据进行从投影坐标系向正交坐标系的变换即反向投影处理，由此生成表示相对于所述照射剂量图像的衰减量的削减结果的图像即照射剂量修正图像。

4.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其特征在于，

所述显示部与被检查者的虚拟图像重叠地显示所述照射剂量图像。

5.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其特征在于，

所述图像重构部对所述照射X射线信息的与旋转拍摄以及静止拍摄相关的所述照射X射线信息进行时间积分，由此生成表示在旋转拍摄以及静止拍摄中对该被检查者所照射的X射线的剂量的分布的图像即累积照射剂量图像。

6.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其特征在于，

所述图像重构部对所述照射X射线信息的与静止拍摄相关的所述照射X射线信息进行时间积分，由此生成表示在静止拍摄中对该被检查者所照射的X射线的剂量的分布的图像即静止拍摄照射剂量图像。

7.根据权利要求6所述的X射线CT装置，其特征在于，

所述图像重构部基于表示衰减基准值的信息，根据静止拍摄图像来生成表示衰减比的分布的图像即衰减比图像，

使用所述衰减比图像来对所述静止拍摄照射剂量图像进行逆衰减修正处理，由此生成表示在静止拍摄中被该被检查者吸收的X射线的剂量的分布的图像即静止拍摄吸收剂量图像。

8.根据权利要求1所述的X射线CT装置，其特征在于，

所述图像重构部基于所述照射剂量图像来算出CT剂量指数CTDI、剂量长度积DLP、加权CT剂量指数CTDIw、或者容积CT剂量指数CTDIvol的任意。

9.根据权利要求3所述的X射线CT装置，其特征在于，

所述图像重构部基于所述照射剂量图像与所述照射剂量修正图像之间的差值来生成表示被所述被检查者吸收的X射线的剂量的分布的图像即吸收剂量图像。

10.根据权利要求9所述的X射线CT装置，其特征在于，

所述图像重构部辨认所述重构图像中的内脏器官以及/或者组织的区域，通过与所述吸收剂量图像进行对照，由此按每个内脏器官以及/或者每个组织来算出被曝剂量。

11.根据权利要求10所述的X射线CT装置，其特征在于，

所述显示部显示每个内脏器官以及/或者每个组织的被曝剂量。

12.根据权利要求9所述的X射线CT装置，其特征在于，

所述图像重构部辨认所述重构图像中的各部位的区域，并通过与所述吸收剂量图像进行对照，由此按每个部位算出被曝剂量。

13.根据权利要求12所述的X射线CT装置，其特征在于，

所述显示部显示每个部位的被曝剂量。