CN104869906A - 医用图像诊断装置以及医用图像处理装置 - Google Patents

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Abstract

医用图像诊断装置具备：收集部(10)，收集与被检体的内部相关的数据；重建部(22)，根据收集到的数据重建与被检体相关的第1图像；显示部(23)；显示控制部(26)，使重建的第1图像显示于显示部的显示区域，并且根据操作者的放大显示操作在显示区域将第1图像的一部分进行放大显示；范围设定部(26)，将放大显示的第1图像的一部分设定为放大重建范围；放大重建部(22)，根据收集到的数据的一部分，对与设定的放大重建范围对应的第2图像进行放大重建；第2图像通过显示控制部的控制在显示部的显示区域替换为第1图像的一部分并显示。

Description

医用图像诊断装置以及医用图像处理装置
技术领域
本发明的实施方式涉及医用图像诊断装置以及医用图像处理装置。
背景技术
一般而言，在医用领域中，使用在医用图像诊断装置中得到的医用图像对被检体进行诊断。这样的医用图像诊断技术在现在的医疗中变得不可或缺，但希望进一步提高诊断能力。
因此，已知例如在X射线计算机断层摄影装置(以下记作X射线CT装置)中为了提高诊断能力而实施放大重建(缩放重建)。根据该放大重建，将重建范围限定于扫描范围的一部分来重建高分辨率图像(高空间分辨率的图像)。通过实施这样的放大重建(zooming-reconstruction)能够得到与重建范围对应的分辨率高的图像，因此，能够提高诊断能力。
另外，当在X射线CT装置中实施放大重建时，操作者需要确认在X射线CT装置中得到的图像(CT图像)，启动用于再次执行该图像的重建的功能(例如，重建重试功能)，选择该重建所需的投影数据(图像原始数据)，进而，选择成为放大重建的对象的区域(重建范围)。由此，根据由操作者选择的投影数据对由该操作者选择的重建范围实施放大重建。
另外，重建范围的选择例如通过操作者在图像上指定放大率、放大中心以及表示重建的图像的切片方向的间隔的重建间距等来进行。
当如上述那样实施放大重建时，操作者需要进行多个操作，这对于操作者而言很麻烦。
对此，例如有在显示画面上仅仅对医用图像进行缩放(放大)的功能(以下记作缩放功能)。能够通过该缩放功能使用鼠标等容易地变更放大位置、放大率(倍率)，与上述的放大重建时的操作相比较通过简单的操作即可。
然而，通过缩放功能放大的医用图像的重建以低的放大率实施，因此，即使改变放大率，该医用图像的粗糙度也与图像放大前相比没有变化。即，在通过缩放功能放大的医用图像中，与执行了上述的放大重建的图像相比较，诊断能力低。因此，为了得到高的诊断能力，希望实施放大重建。
发明内容
因此，本发明要解决的问题在于，提供一种不进行烦杂的操作就能够实施医用图像的放大重建的医用图像诊断装置以及医用图像处理装置。
基于实施方式的医用图像诊断装置具备：收集部，收集与被检体的内部相关的数据；重建部，根据收集到的数据重建与被检体相关的第1图像；显示部；显示控制部，将重建后的第1图像显示于显示部的显示区域，并且根据操作者的放大显示操作在显示区域将第1图像的一部分进行放大显示；范围设定部，将被放大显示的第1图像的一部分设定为放大重建范围；放大重建部，根据收集到的数据的一部分，对与所设定的放大重建范围对应的第2图像进行放大重建；通过显示控制部的控制将第2图像在显示部的显示区域替换为第1图像的一部分而显示。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的X射线CT装置的结构的图。
图2是表示本实施方式所涉及的X射线CT装置的处理步骤的流程图。
图3是用于针对包含被确定为重建范围的放大对象区域以及周边区域的区域进行说明的图。
图4是用于针对包含在被确定为重建范围的放大对象区域中显示的部位的区域进行说明的图。
(符号说明)
10...架台、11...X射线系统、12...光学系统、13...顶板、14...检测系统、15...架台控制传送部、20...控制台、21...预处理部、22...重建部、23...显示部、24...操作部、25...数据存储部、26...系统控制部、111...高电压产生部、112...X射线管、121...楔形物、122...狭缝、141...检测器、142...数据收集部、142a...放大器、142b...A/D转换机、142c...控制器底座。
具体实施方式
以下，参照附图，针对实施方式进行说明。
在本实施方式所涉及的医用图像诊断装置中，例如包含X射线计算机断层摄影装置(X射线CT装置)、磁共振成像装置(MRI装置)、X射线诊断装置以及超声波诊断装置等。在以下的说明中，作为本实施方式所涉及的医用图像诊断装置列举X射线CT装置为例进行说明。
图1表示本实施方式所涉及的X射线CT装置的结构。如图1所示，X射线CT装置具备架台10以及控制台20。
架台10包含X射线系统11、光学系统12、顶板(床)13、检测系统14以及架台控制传送部15。
X射线系统11包含高电压发生部111以及X射线管112。高电压发生部111对X射线管112施加与来自架台控制传送部15的控制对应的高电压，将与来自架台控制传送部15的控制对应的灯丝电流向X射线管112供给。
X射线管112接受来自高电压发生部111的高电压的施加和灯丝电流的供给，产生向被检体P放射的X射线。
光学系统12具有调整从X射线管112产生的X射线的软射线拦截或该X射线的强度分布的楔形物(滤波器)121以及与扫描时的切片厚度相配合地进行开闭动作的狭缝122。通过这样的光学系统12，形成被辐射量被最优化的扇形束，向被检体P照射X射线。
在此，架台10搭载未图示的圆环或圆盘形的旋转架。旋转架将X射线管112和后述的检测器141绕旋转架的中心轴(旋转轴)可旋转地支承。在旋转架的开口的内部设定FOV(field of view，视场)。将顶板13定位在旋转架的开口部内。在顶板13上载置被检体P。以载置于顶板13的被检体P的摄像部位包含于FOV内的方式移动顶板14。旋转架与未图示的旋转架驱动部连接，接受来自该旋转架驱动部的驱动信号的供给而以一定的角速度绕旋转轴(被检体P的体轴)旋转。旋转架驱动部按照来自架台控制传送部15的控制使旋转架以一定的角速度绕旋转轴旋转。
检测系统14包含检测器141以及数据收集部(DAS：dataacquisition system)142。
检测器141检测从X射线管112产生的X射线。检测器141搭载二维状地排列的多个检测元件。例如，多个检测元件沿着以上述的旋转架的旋转轴为中心的弧形排列。沿着该弧形的检测元件的排列方向被称为通道方向。沿着通道方向排列的多个检测元件被称为检测元件列。多个检测元件列按照沿着旋转架的旋转轴的列方向排列。各检测元件检测从X射线管112产生的X射线，生成与该检测到的X射线的强度对应的电信号(电流信号)。所生成的电信号向数据收集部142供给。
数据收集部142包含放大器142a、A/D转换器142b以及控制器底座142c。数据收集部142按照经由控制器底座142c的架台控制传送部15的控制，经由检测器141读出电信号，在积分模式下针对每个视角(view)收集该读出的电气信号。更详细地，在积分模式中，数据收集部142针对多个视角的各个针对每个检测元件对电信号进行积分，生成积分信号。数据收集部142将收集到的模拟的电信号(积分信号)通过放大器142a进行放大，由A/D转换器142b转换成数字数据。该数字数据被称为原始数据。原始数据经由非接触型的架台控制传送部15向控制台20供给(传送)。
为了执行X射线CT摄像，架台控制传送部15控制高电压发生部111、楔形物121、狭缝122以及控制器底座142c等。
控制台20包含预处理部21、重建部22、操作部24、显示部23、数据存储部25以及系统控制部26。
预处理部21例如对经由架台控制传送部15从数据收集部142供给的原始数据执行对数转换、灵敏度校正等预处理。执行了预处理的数据被称为投影数据。
重建部22根据从被检体P收集到的该被检体P内部的数据(投影数据)针对与该被检体P相关的整体的重建范围(以下仅称为重建范围)重建图像(第1图像)。这样由重建部22重建的图像通过显示部23进行显示。另外，重建部22例如根据由操作者预先决定的重建函数(重建算法)等执行重建处理。
另外，重建部22将根据操作者对由显示部23显示的图像进行的操作而放大的该图像的区域确定为成为放大重建的对象的范围(以下，记作放大重建范围)。重建部22根据上述的被检体P内部的数据(投影数据)的一部分来执行放大重建处理。由此，重建部22重建与所确定的放大重建范围对应的高分辨率图像(第2图像)。
显示部23将由重建部22重建的图像等各种信息显示于显示设备。作为显示设备，例如能够适当地利用CRT显示器、液晶显示器、有机EL显示器、等离子显示器等。
操作部24经由输入设备接收来自用户的各种指令、信息输入。作为输入设备，能够利用键盘、鼠标、开关等。操作者能够经由操作部24，如上述那样进行将由显示部23显示的图像的一部分的区域放大的操作。
在数据存储部25中，存储上述的原始数据、投影数据以及图像等各种数据。另外，在数据存储部25中，存储有本实施方式所涉及的X射线CT装置的控制程序。
系统控制部26作为X射线CT装置的中枢来发挥作用。具体而言，系统控制部26读出在数据存储部25中存储的控制程序并在存储器上展开，按照所展开的控制程序控制X射线CT装置内的各部。
接着，参照图2的流程图，针对本实施方式所涉及的X射线CT装置的处理步骤进行说明。在此，主要叙述在通过显示部23显示由X射线CT装置的控制台20所包含的重建部22重建的图像(CT图像)之后，对该图像的一部分的区域(目的部位)实施放大重建处理时的处理。
首先，显示部23按照基于系统控制部26的显示控制，显示通过重建部22重建的图像(以下，记作对象图像)(步骤S1)。在由显示部23显示的对象图像中，例如包含与被检体P相关的轴向图像。所谓轴向图像是指与被检体P的体轴垂直的面(轴向面)中的图像。另外，在此主要针对轴向图像进行说明，但本实施方式例如还能够适用于体数据的规定剖面中的MPR(Multi Planar Reconstruction，多平面重建)图像以及基于体数据的三维图像等。
在此，操作者能够进行将由显示部23显示的对象图像(第1图像)的一部分的区域放大的操作(以下，记作放大操作)。该放大操作例如使用键盘、鼠标、开关等输入设备进行。以下，将成为操作者进行的放大操作的对象的对象图像的区域称为放大对象区域。
当这样由操作者进行放大操作(对象图像上的任意的放大操作)时，操作部24接受该操作者进行的放大操作(步骤S2)。当由操作部24接受放大操作时，通过显示部23内的图像处理部对第1图像的一部分、即与该放大操作对应的对象图像的放大对象区域进行放大处理，产生由此产生的放大后的对象图像(放大后的第1图像)，并通过显示部23显示。
接着，在将上述的放大对象区域被放大后的对象图像的显示动作的背景下，执行以下的步骤S3以后的处理。
此时，重建部22将根据由操作部24接受的放大操作而放大后的对象图像的一部分(即，放大对象区域)确定为放大重建范围(成为放大重建的对象的范围)(步骤S3)。
接着，重建部22从数据存储部25取得对被确定为放大重建范围的区域执行放大重建处理所需的投影数据的一部分(步骤S4)。另外，在对重建范围执行放大重建处理所需的投影数据中，包含上述的对象图像的重建所使用的投影数据。
重建部22根据所取得的投影数据，对在上述的步骤S3中被确定为放大重建范围的区域执行放大重建处理(步骤S5)。由此，重建部22重建与被确定为放大重建范围的区域对应的图像(以下，记作放大重建图像或第2图像)。在此重建的放大重建图像的分辨率高于执行放大重建处理之前的图像(即，被放大的第1图像)。另外，执行该放大重建处理时所使用的重建函数也可以是重建对象图像时所使用的函数，也可以使用与重建该对象图像时所使用的函数相比能够重建高清晰度的图像的函数。由此，能够进一步提高放大重建图像的诊断能力。
当这样通过重建部22执行放大重建处理时，显示部23显示放大重建图像(轴向图像)(步骤S6)。具体而言，显示部23仅代替将放大对象区域放大并显示的对象图像而显示放大重建图像。
在本实施方式中，如果关于图像替换显示进行说明，则将与被检体的整体相关的第1图像、针对该第1图像进行图像处理而产生的放大后的第1图像、以及根据投影数据的一部分和与第1图像的一部分对应的放大重建范围相关的第2图像选择性地显示在显示部23中。
在本实施方式中，操作者仅通过对所显示的对象图像进行放大操作来自动地执行放大重建处理并显示放大重建图像，因此，操作者能够确认针对作为目标的部位(区域)的高分辨率的图像。
另外，例如优选设定为当与操作者进行的放大操作对应的对象图像(的放大对象区域)的放大率成为预先决定的值以上(即，一定以上)时执行上述的步骤S3以后的处理。由此，为了实施放大重建，操作者不需要进行特别的操作，因此，能够不等待该操作者进行的操作而迅速地实施放大重建。
另外，在此说明为只对所显示的图像的放大对象区域实施放大重建处理，但例如通过在步骤S3的处理中将放大对象区域以及该放大对象区域的周边区域确定为放大重建范围，从而能够对包含图3所示的放大对象区域101及其周边区域的区域102执行放大重建处理。由此，例如即使操作者将视点从放大对象区域101错开到图3所示的区域103，也能够不等待执行放大重建处理而确认高分辨率的图像。
另外，例如，如果设该放大对象区域101为圆形的区域，则包含被确定为放大重建范围的放大对象区域101及其周边区域的区域102具有与该放大对象区域101相同的中心点，能够作为以该放大对象区域101的半径的2倍的长度为半径的圆形的区域(范围)。被确定为该放大重建范围的区域102例如能够根据操作者通过一次的操作能够确认的范围等适当地变更。
另外，不仅只对所显示的对象图像执行放大重建处理，也可以对切片位置与该对象图像不同的多个图像(第3图像)、即例如对图3所示的图像200以及300等区域执行放大重建处理。此时，例如在步骤S3的处理中进一步将与放大对象区域(以及周边区域)对应的图像200以及300的区域确定为放大重建范围，从而针对切片方向也自动地实施放大重建。由此，即使操作者针对切片方向进行确认，也能够每次不等待执行放大重建处理而确认高分辨率的图像。
另外，如上述那样，设为当将切片位置与对象图像不同的图像的区域被确定为放大重建范围时，从该对象图像与切片位置接近的图像的区域开始依次执行放大重建处理。由此，操作者能够从当前的图像(对象图像)所显示的部位的附近开始依次地不存在重建的等待时间地确认高分辨率的图像。
另外，设为相对于切片位置与对象图像不同的图像的区域实施放大重建处理时的重建间距例如根据对对象图像(轴向图像)设定的重建间距以及该对象图像的放大对象区域的放大率自动地确定。具体而言，当对象图像的放大对象区域的放大率为2倍时，针对切片位置与该对象图像不同的图像的区域执行放大重建处理时的重建间距例如能够自动地确定为对对象图像设定的重建间距的1/2。
另外，在图3中说明为对包含适当地设定的放大对象区域101及其周边区域的区域102执行放大重建处理，但例如如图4所示，例如也可以将包含在根据操作者的操作而放大的对象图像的区域(即，放大对象区域)中显示的被检体P内的组织(例如，脏器)的区域104确定为放大重建范围，对该区域104执行放大重建处理。此时，例如也可以根据对象图像(在此，CT图像)的CT值的边界等判别在放大对象区域中显示的部位是否是某一脏器内，将包含该脏器的区域确定为区域104。由此，即使在放大对象区域中显示的脏器的区域内错开视点的情况下，也能够不等待执行放大重建处理而确认高分辨率的图像。另外，当如上述那样对切片位置与对象图像不同的图像的区域执行放大重建处理时，也能够将该图像的相同的区域确定为放大重建范围。
如上述那样，在本实施方式中，将根据操作者对所显示的图像进行的操作而放大的该图像的区域确定为放大重建范围，根据被检体P内部的数据(投影数据)重建与被确定为该放大重建范围的区域对应的图像，并显示该重建的图像，通过该结构，能够仅通过仅进行放大操作来自动地实施放大重建(放大重建)，因此，操作者不进行烦杂的操作也能够确认更高分辨率的图像。
另外，在本实施方式中说明为实施放大重建处理，但例如也可以代替该放大重建处理而执行图像滤波处理等。具体而言，还能够构成为当例如对肺区等图像施加敏锐的图像滤波器并重新显示时，在该背景下对该重新显示的区域使用更敏锐的函数来重建图像，代替该显示的图像而显示该重建的图像。另外，针对操作者进行的放大操作也对多个轴向图像同时地在背景下实施，每当翻阅图像时还能够节省进行该放大操作的工夫。
另外，本实施方式中的放大操作例如还能够构成为预先登记(进行简单操作登记)，以使得能够通过操作者频繁地使用的操作来进行。由此，例如，一般能够通过当将文件等放大时的那样的鼠标的“ctrl+滚轮”进行放大操作，能够提高操作性。
另外，在本实施方式中，说明为例如当与操作者进行的放大操作对应的对象图像的放大率成为一定以上时，确定放大重建范围并执行放大重建处理，但例如还能够构成为如上述那样通过预先登记的简单的操作(例如，来自通过鼠标的左键的双击操作或鼠标的右键显示的菜单的选择操作)来执行放大重建处理。另外，例如针对其他的操作通过在缩短的键操作或鼠标的手势等中预先进行登记来进一步提高操作性。
另外，在此，作为本实施方式所涉及的医用图像诊断装置的一个例子主要针对X射线CT装置进行了说明，但作为本实施方式所涉及的医用图像诊断装置，如上述那样，能够适用X射线CT装置、MRI装置、X射线诊断装置以及超声波诊断装置等医疗器械。
另外，在本实施方式中说明的处理也可以在医用图像诊断装置外部的医用图像处理装置(例如与上述的医疗器械不同，负责图像处理的功能的工作站等)中执行。此时，在医用图像处理装置内部预先存储CT图像等医用图像，在该医用图像处理装置中，对该医用图像执行上述的图2所示的处理即可。
虽然说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例子而提示的，并不意图限定本发明的范围。这些实施方式能够以其他的各种方式进行实施，在不脱离发明的要旨的范围内，能够进行各种的省略、置换、变更。这些实施方式或其变形与包含于发明的范围或要旨中一样，包含于权利要求书记载的发明及其均等的范围中。

Claims (18)

1.一种医用图像诊断装置，其特征在于，具备：
收集部，收集与被检体的内部相关的数据；
重建部，根据收集到的上述数据重建与上述被检体相关的第1图像；
显示部；
显示控制部，使重建的上述第1图像显示于上述显示部的显示区域，并且根据操作者的放大显示操作在上述显示区域将上述第1图像的一部分进行放大显示；
范围设定部，将上述放大显示的上述第1图像的一部分设定为放大重建范围；
放大重建部，根据收集到的上述数据的一部分，对与设定的上述放大重建范围对应的第2图像进行放大重建；
上述第2图像通过上述显示控制部的控制在上述显示部的显示区域替换为上述第1图像的一部分并显示。
2.根据权利要求1所述的医用图像诊断装置，其特征在于，
当与上述第1图像的一部分的放大显示相关的放大率超过预定的值时，上述范围设定部将显示于上述显示区域的上述第1图像的一部分设定为上述放大重建范围。
3.根据权利要求1所述的医用图像诊断装置，其特征在于，
当与上述第1图像的一部分的放大显示相关的放大率超过预定的值时，上述放大重建部通过放大重建处理产生上述第2图像。
4.根据权利要求1所述的医用图像诊断装置，其特征在于，
上述范围设定部将显示于上述显示区域的上述第1图像的一部分及其周边确定为上述放大重建范围。
5.根据权利要求1所述的医用图像诊断装置，其特征在于，
上述范围设定部将包含显示于上述显示区域的上述第1图像的一部分所包含的上述被检体的部位的范围设定为上述放大重建范围。
6.根据权利要求1所述的医用图像诊断装置，其特征在于，
上述范围设定部将切片位置与上述第1图像不同且与上述第1图像的一部分对应的范围设定为上述放大重建范围。
7.根据权利要求6所述的医用图像诊断装置，其特征在于，
上述放大重建部将切片位置与上述第1图像不同的多个切片的一部分设定为多个放大重建范围，并且从接近上述第1图像的切片的切片开始依次进行放大重建。
8.根据权利要求1所述的医用图像诊断装置，其特征在于，
上述第1图像包含体数据的规定剖面中的MPR图像以及基于体数据的三维图像。
9.一种医用图像诊断装置，其特征在于，具备：
收集部，收集与被检体的内部相关的数据；
重建部，根据收集到的上述数据重建与上述被检体相关的第1图像；
图像处理部，针对上述第1图像进行图像处理，产生放大了的第1图像；
放大重建部，根据收集到的上述数据的一部分对第2图像进行放大重建，该第2图像是与和上述第1图像的一部分对应的放大重建范围相关的图像；
显示部；
显示控制部，将上述第1图像、上述放大后的第1图像以及上述第2图像选择性地显示于上述显示部。
10.根据权利要求9所述的医用图像诊断装置，其特征在于，
当由操作者输入的放大率超过预先决定的值时，进行从上述第1图像或上述放大后的第1图像向上述第2图像的替换显示。
11.根据权利要求9所述的医用图像诊断装置，其特征在于，
当由操作者输入的放大率为预先决定的值以下时显示放大后的上述第1图像，当上述输入的放大率超过上述预先决定的值时，进行从上述放大后的第1图像向上述第2图像的替换显示。
12.根据权利要求9所述的医用图像诊断装置，其特征在于，
当与上述第1图像的一部分的放大显示相关的放大率超过预先决定的值时，上述放大重建部通过放大重建处理产生上述第2图像。
13.根据权利要求9所述的医用图像诊断装置，其特征在于，
上述放大重建范围大于上述放大后的第1图像的范围。
14.根据权利要求9所述的医用图像诊断装置，其特征在于，
上述放大重建范围被设定为包含上述放大后的第1图像所包含的上述被检体的部位的范围。
15.根据权利要求9所述的医用图像诊断装置，其特征在于，
上述放大重建范围被设定为与上述第1图像不同的切片。
16.根据权利要求9所述的医用图像诊断装置，其特征在于，
上述第1图像包含体数据的规定剖面中的MPR图像以及基于体数据的三维图像。
17.一种医用图像处理装置，其特征在于，具备：
存储部，存储与被检体的内部相关的数据；
重建部，根据上述数据重建与上述被检体相关的第1图像；
显示部；
显示控制部，使重建的上述第1图像显示于上述显示部的显示区域，并且根据操作者的放大显示操作在上述显示区域将上述第1图像的一部分进行放大显示；
范围设定部，将上述放大显示的上述第1图像的一部分设定为放大重建范围；
放大重建部，根据上述收集到的数据的一部分，对与上述设定的放大重建范围对应的第2图像进行放大重建；
上述第2图像通过上述显示控制部的控制在上述显示部的显示区域替换为上述第1图像的一部分并显示。
18.一种医用图像处理装置，其特征在于，具备：
存储部，存储与被检体相关的第1图像、针对上述第1图像实施图像处理并放大后的第1图像、以及和与上述第1图像的一部分对应的放大重建范围相关的第2图像；
显示部；以及
显示控制部，将上述第1图像、上述放大后的第1图像以及上述第2图像选择性地显示于上述显示部。
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