CN105030266B - X 射线计算机断层摄影装置以及扫描计划设定支援装置 - Google Patents

X 射线计算机断层摄影装置以及扫描计划设定支援装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供X射线计算机断层摄影装置以及扫描计划设定支援装置。实施方式涉及X射线计算机断层摄影装置以及扫描计划设定支援装置。能够提高扫描范围等的计划的精度、便利性。在实施方式的X射线计算机断层摄影装置中,图像处理部基于从X射线检测器的输出产生的投影数据生成投影图像以及截面图像。当第2扫描的扫描范围中的至少一方的端部设定于图像处理部基于通过第1扫描取得的投影数据生成的投影图像的一部分的情况下,扫描计划处理部显示图像处理部基于通过第1扫描取得的投影数据生成的截面图像组中的、与扫描范围中的至少一方的端部对应的截面图像。

Description

X射线计算机断层摄影装置以及扫描计划设定支援装置
本申请主张2014年4月21日提出申请的日本国专利申请号2014-87762的优先权,并在本申请中援引该日本国专利申请的全内容。
技术领域
实施方式涉及X射线计算机断层摄影装置(X射线CT)以及扫描计划设定支援装置。
背景技术
由于近年来的低剂量摄影技术的进步,在诊断中使用的全扫描的低剂量化得到发展。为了在扫描计划阶段进行全扫描的扫描位置或范围、重构位置或范围的决定以及最佳剂量的计算,进行二维定位用的图像(也被称为定位用图像扫描图(scanogram))的摄影。定位用图像例如是通过将X射线管固定在0度的位置、即相对于被检体位于正面方向的位置,一边使顶板定速移动或者断续移动一边连续地或者与顶板移动同步地断续地反复进行摄影而摄影的。虽然有时除了正面方向之外还在侧面方向的2个方向、进一步从任意方向收集定位用图像,但由于显示方向被固定在摄影方向,因此在摄影后无法变更显示方向。
并且,虽然全扫描的受照射量近年来不断降低,但定位用图像的摄影所需要的受照射量相比以往几乎没有变化。此外,在CT扫描仪中使用的自动曝光控制(CT-AEC)中,若诊视床高度变化,则因放大率的影响,存在即便是针对相同的被检体所计算的mA也变化的问题点。进而,定位用图像毕竟只是投影像(也称为投影图像),扫描计划中的扫描范围等的设定精度、设定操作的便利性并不令人满意。
发明内容
本发明所要解决的课题在于,提供一种能够提高扫描范围等的计划的精度、便利性的X射线计算机断层摄影装置以及扫描计划设定支援装置。
实施方式的X射线计算机断层摄影装置具备X射线管装置、高电压产生部、X射线检测器、旋转机构、控制部、图像处理部、以及扫描计划处理部。X射线管装置产生X射线。高电压产生部产生用于施加于上述X射线管装置的管电压。X射线检测器检测由上述X射线管装置照射并透射被检体后的X射线。旋转机构将上述X射线管装置支承为在上述被检体的周围旋转自如。控制部控制上述高电压产生部、上述旋转机构,以对上述被检体执行第1扫描以及第2扫描。图像处理部基于从上述X射线检测器的输出产生的投影数据生成投影图像以及截面图像。当上述第2扫描的扫描范围中的至少一方的端部设定于上述图像处理部基于通过上述第1扫描取得的投影数据生成的投影图像的一部分的情况下,扫描计划处理部显示上述图像处理部基于通过上述第1扫描取得的投影数据生成的截面图像组中的、与上述扫描范围中的至少一方的端部对应的截面图像。
发明效果
根据实施方式的X射线计算机断层摄影装置以及扫描计划设定支援装置,能够提高扫描范围等的计划的精度、便利性。
附图说明
图1是示出本实施方式所涉及的X射线计算机断层摄影装置的结构的图。
图2是示出基于本实施方式的CT检查整体的处理次序的流程图。
图3是示出利用图2的工序S16由螺旋扫描数据(helical scan data)产生的投影像的图。
图4是示出利用图2的工序S16从非螺旋扫描数据(non-helical scan data)产生的投影像的图。
图5是利用图1的扫描专家系统(scan expert system)构成的扫描计划设定画面,是示出显示扫描开始位置的轴向(axial)图像的例子的图。
图6是利用图1的扫描专家系统构成的扫描计划设定画面,是示出显示扫描结束位置的轴向图像的例子的图。
图7是示出利用图1的投影像产生处理部产生的3个方位的投影像的例子的图。
图8是示出利用以往的摄影方法取得的1个方向的投影像(定位用图像)的图。
图9A是用于对使本实施方式所涉及的扫描范围中的投影方向变化的一个例子进行说明的图。
图9B是用于对使本实施方式所涉及的扫描范围中的投影方向的一个例子进行说明的图。
图10A是用于对使本实施方式所涉及的投影图像整体的投影方向变化的一个例子进行说明的图。
图10B是用于对使本实施方式所涉及的投影图像整体的投影方向变化的一个例子进行说明的图。
图11是用于对本实施方式所涉及的投影图像、辅助框线的摆动(swing)进行说明的图。
图12是用于对本实施方式所涉及的扫描范围设定的一个例子进行说明的图。
图13是示出本实施方式所涉及的解剖学特征点的一个例子的图。
图14是用于对本实施方式所涉及的解剖学特征点的对照的一个例子进行说明的图。
图15是用于对本实施方式所涉及的坐标转换矩阵的一个例子进行说明的图。
图16是用于对本实施方式所涉及的扫描范围设定的一个例子进行说明的图。
图17是用于对使用了本实施方式所涉及的截面图像的扫描范围的设定的一个例子进行说明的图。
图18是用于对使用了本实施方式所涉及的截面图像的扫描范围的设定的一个例子进行说明的图。
图19是用于对本实施方式所涉及的每个部位的中心位置的变更的一个例子进行说明的图。
图20是用于对本实施方式所涉及的与每个部位的截面相应的扫描范围的设定进行说明的图。
图21是示出本实施方式所涉及的扫描计划画面的一个例子的图。
具体实施方式
以下,参照附图对本实施方式所涉及的X射线计算机断层摄影装置、扫描计划设定支援装置进行说明。
本实施方式所涉及的X射线计算机断层摄影装置具有:X射线管装置;产生用于施加于X射线管装置的管电压的高电压产生部;X射线检测器;载置被检体的诊视床装置;将X射线管装置和X射线检测器支承为在被检体的周围旋转自如的旋转机构;以及存储从X射线检测器的输出产生的投影数据的存储部。基于该投影数据,在重构处理部重构体数据(volume data)。在截面图像产生处理部,由该体数据产生截面图像。在投影像产生处理部,由投影数据产生投影像(也称为投影图像)。
在扫描计划处理部构建包含截面图像和投影像的扫描计划画面。在投影像上重叠表示扫描范围的辅助框线。扫描计划画面显示于显示部。操作者对操作部进行操作而在投影像上使辅助框线移动/放大缩小。控制部对高电压产生部、诊视床装置、旋转机构进行控制,根据在扫描计划画面上设定的扫描计划执行全扫描。截面图像例如为轴向图像、冠状(coronal)图像、矢形(sagittal)图像以及倾斜(oblique)图像等。例如,追随辅助框线的移动/放大缩小的操作而针对扫描范围的扫描开始位置和扫描结束位置分别产生轴向图像。
通过在扫描计划中使用通过对被检体进行体扫描(volume scan)而收集到的体数据,能够目视确认任意的投影像、任意位置的例如轴向图像,扫描范围等的设定精度提高,设定操作的便利性也提高。
在本实施方式中,在全扫描前,通过使用通过进行螺旋扫描、体扫描等而得到的体数据实施扫描计划,能够提高设定精度、设定操作的便利性。此时,也可以利用使用了通过kV开关(switching)产生的双能量等的多能量收集体数据。由此,与以往的从一个方向或者两个方向摄影的投影像(定位用图像)的信息量相比,能够使所得到的信息量大幅增加,能够对全扫描的扫描计划立案给予足够的信息。并且,除了能够准确地把握扫描范围中的被检体的对象脏器等的范围、位置之外,还能够针对欲扫描的对象脏器自动地设定扫描范围。通过得到三维信息,也能够获知被检体的各组织的吸收量,因此也能够高精度地选择必要且并不过度的适当的管电流(mA)。
能够在扫描计划阶段提高全扫描的扫描位置、范围等的设定(预设定)的精度,由此能够改善从定位像扫描(scout scan)(也称为定位扫描)直至全扫描、乃至图像读影的检查整体的工作流程(workflow),也能够提高检查量(throughput)。
图1是示出本实施方式所涉及的X射线计算机断层摄影装置的结构的图。在X射线计算机断层摄影装置中,存在X射线管装置101和X射线检测器103作为1体而以旋转轴为中心在被检体的周围旋转的旋转/旋转(ROTATE/ROTATE)型,多个检测元件呈环状地排列、仅X射线管装置101在被检体的周围旋转的固定/旋转(STATIONARY/ROTATE)型等各种类型,任一种类型都能够应用。这里,对当前占主流的旋转/旋转型进行说明。并且,为了重构1个切片(slice)的断层图像数据,需要被检体的周围1周、约360°的量的投影数据,并且,即便在半扫描(half scan)法中也需要180°+观察(view)角的量的投影数据。在任一种重构方式中都能够应用本发明。并且,对于将入射X射线转换为电荷的机构,利用闪烁体(scintillator)等荧光体将X射线转换为光并进一步利用光电二极管等光电转换元件将该光转换为电荷的间接转换形,和利用了基于X射线的半导体内的电子空穴对的生成以及朝该电极的移动即光导电现象的直接转换形为主流。作为X射线检测元件,可以采用上述任一种方式,但这里对前者的间接转换形进行说明。并且,近年来,将X射线管和X射线检测器的多个对(pair)搭载于旋转环的所谓的多管球型的X射线计算机断层摄影装置的产品化不断发展,其周边技术的开发也得到发展。在本发明中,以往的一管球型的X射线计算机断层摄影装置、多管球型的X射线计算机断层摄影装置的任一个都能够应用。这里,对一管球型进行说明。
本实施方式的X射线计算机断层摄影装置具有架台(gantry)100。架台100具有圆环状的旋转框架102。旋转框架102与架台驱动部107一起构成旋转机构。旋转框架102由架台驱动部107驱动而以旋转轴RA为中心旋转。在旋转框架102上,对置地搭载有X射线管装置101和X射线检测器103。在进行扫描时,载置于诊视床装置111的顶板的被检体插入于X射线管装置101与X射线检测器103之间。顶板借助装配在诊视床装置111内的未图示的驱动部而沿其长边方向前后移动。
X射线管装置101从高电压产生装置109经由滑环(slip ring)108接受管电压的施加以及灯丝(filament)电流的供给,产生X射线。X射线检测器103具有检测透射被检体后的X射线、并输出反映入射X射线的剂量的电信号的多个X射线检测元件。多个X射线检测元件例如排列成320列×912通道(channel)。
数据收集电路104收集从X射线检测器103输出的信号,并转换为数字信号(称为纯生数据)。在数据收集电路104中,经由非接触数据传送装置105连接有前处理装置106。前处理装置106对纯生数据进行灵敏度修正、对数转换等处理,产生投影数据。投影数据被存储于存储装置112。
这里,在架台100中,如图1所示,在X射线管装置101与X射线检测器103之间具备适形滤过器(bowtie filter)131和准直器(collimator)132。适形滤过器131是用于调节从X射线管装置101照射的X射线的X射线剂量的X射线滤过器(filter)。具体而言,适形滤过器131是以使得从X射线管装置101朝被检体P照射的X射线成为预先决定的分布的方式使从X射线管装置101照射的X射线透射并衰减的滤过器。例如,适形滤过器131是以成为规定的靶(target)角度、规定的厚度的方式对铝进行加工而得的滤过器。准直器132是用于限制由适形滤过器131调节了X射线剂量后的X射线的照射范围的狭缝(slit)。
扫描控制部110进行X射线计算机断层摄影装置的整体控制。例如,扫描控制部110对架台驱动部107、高电压产生装置109、诊视床装置111的各动作进行控制,以便根据后述的扫描计划信息执行扫描。具体而言,扫描控制部控制用于对被检体执行第1扫描(定位扫描)以及第2扫描(全扫描)的各动作。并且,扫描控制部110控制基于经由输入装置115输入的各种指示的动作、针对显示装置116的各种信息(例如扫描计划支援画面等)的显示处理。并且,扫描控制部110通过控制X射线计算机断层摄影装置所含的各部分而控制由各部分执行的各种处理。
图像重构部117是为了基于在利用与以往的二维的定位用图像的摄影相同程度的低剂量X射线进行的扫描中收集的投影数据以比较低的噪声(noise)重构图像数据而设置的。利用图像重构部117进行的重构方法能够使用针对噪声减少的适用性比较高的任意的方法。例如,能够使用应用了逐次近似法的图像重构法(逐次近似法应用图像重构法)。这里,以下假设图像重构部117利用逐次近似法应用图像重构法重构体数据而进行记载,但如上所述并不限定于逐次近似法应用图像重构法。
图像重构部117利用基于逐次近似应用重构法的算法(algorithm),基于存储于存储装置112的投影数据重构图像数据、这里为体数据。体数据被存储于存储装置112。对于逐次近似应用重构处理,当在全扫描前重构在该扫描计划中使用的定位用图像(断层像数据、体数据)的情况下是必须应用的,但在基于通过全扫描收集的投影数据重构图像数据(断层像数据、体数据)的情况下选择性应用后述的重构处理部118所具备的其他方式的重构处理。
逐次近似应用重构法是应用逐次近似法的方法。众所周知,逐次近似法是对相对于投影数据的实测值和计算值之差进行比较,并反复修正而重构图像的方法。逐次近似应用重构法是在逐次近似法的图像重构循环(cycle)中追加了降低投影数据上的噪声的处理、和在图像数据内降低噪声的处理的方法。逐次近似应用重构法的算法针对所收集到的投影数据,使用统计学的噪声模型(noise model)和扫描仪模型(scanner model)降低噪声。此外,使用解剖模型(anatomical model),在图像重构区域(domain)中,鉴定哪个是噪声哪个是真正的投影数据,仅将噪声成分抽出,通过反复进行该作业而高精度地除去、降低噪声。逐次近似应用重构法是使低剂量摄影和低噪声高画质并存的重构法。
重构处理部118基于观察角(view angle)为360°或者180°+扇形角的范围内的投影数据,利用图像重构部117中的不同于逐次近似应用图像重构法的例如费尔德坎普(feldkamp)法、或者锥束(cone beam)重构法来重构体数据。费尔德坎普法是当像锥束那样投影射线与重构面交叉的情况下的重构法,是以锥角小这一情况为前提在进行卷积时看做扇形投影束进行处理、反投影沿着扫描时的射线(ray)处理的近似的图像重构法。锥束重构法是作为相比费尔德坎普法抑制了锥角错误的方法而根据射线相对于重构面的角度修正投影数据的重构法。体数据存储于存储装置112。
为了由利用定位扫描收集到的投影数据重构体数据,应用针对噪声减少的适用性高的例如逐次近似应用重构法,另一方面,为了由利用全扫描收集到的投影数据重构体数据,任意选择与定位扫描不同的例如逐次近似应用重构法、费尔德坎普法、锥束重构法。
显示装置116主要是为了显示从体数据产生的图像、或显示由扫描专家系统120构建的扫描计划画面而设置的。输入装置115由键盘、鼠标等构成,以便输入操作者的指示。
三维图像处理部121具有利用体绘制处理从存储于存储装置112的体数据产生三维图像的数据的功能,和利用截面转换处理(MPR处理)从体数据产生与轴向/矢形/冠状或者任意的倾斜截面相关的截面图像的数据的功能。投影像产生处理部122从存储于存储装置112的投影数据产生作为定位用图像的投影像的数据。例如,若在扫描计划画面上从0°、45°、90°选择性指定任意的观察角,则利用扫描专家系统120的控制从存储装置112读出当X射线管装置101位于该观察角时收集到的投影数据。投影像产生处理部122将所读出的相同观察角的投影数据根据各个顶板位置排列,并合成为一张,由此产生投影像、即与以往同等的定位用图像的数据。
部位抽出处理部123从存储于存储装置112的体数据抽出脏器区域。例如,部位抽出处理部123从扫描专家系统120接受检查委托信息所包含的检查对象脏器编码,并根据应用于该检查对象脏器的阈值从体数据抽出该脏器区域。并不限定于阈值处理,也可以通过与标准解剖模型之间的匹配(matching)处理进行脏器的分段(segmentation)来鉴定脏器区域。所抽出的脏器区域的信息被朝扫描专家系统120供给。扫描专家系统120将扫描范围初始设定为包围所抽出的脏器区域的范围。此外,以三维图像、截面图像、定位用图像作为阈值处理的对象来抽出脏器区域的情况也是任意的。
扫描专家系统120相对于检查委托信息所含的检查目的以及检查对象脏器、被检体的年龄、性别等选择优选的多个扫描计划候补,并将这些扫描计划候补的列表与检查委托内容一起构建扫描计划画面,以便对由用户进行的扫描计划的设定进行支援。扫描专家系统120初始设定包围所抽出的脏器区域的扫描范围,并且形成表示扫描范围的辅助框线。扫描计划画面中包含截面图像和定位用图像。表示扫描范围的辅助框线重叠在扫描计划画面的定位用图像上。另外,表示扫描范围的辅助框线初始设定为包含所抽出的脏器区域的大小,但也可以根据由用户进行的输入装置115的拖曳(drag)等操作而任意地变更其大小、位置。由此,能够实施以往不可能的三维扫描计划。扫描专家系统120将由辅助框线表示的扫描范围的规定扫描开始位置的位置信息和规定扫描结束位置的位置信息朝三维图像处理部121供给。对于三维图像处理部121的断层转换功能,由体数据产生在扫描开始位置与旋转轴(与体轴大致一致)正交的截面的轴向图像,并且同样由体数据产生在扫描结束位置与旋转轴(与体轴大致一致)正交的截面的轴向图像。这些轴向图像与扫描计划画面的定位用图像一并显示。
并且,扫描专家系统120对于扫描计划候补内的管电流(mA)等,计算与能够由体数据高精度地鉴定的被检体的体厚、检查对象脏器的大小等相应的推荐值。管电流(mA)的推荐值也能够根据由用户进行的输入装置115的操作而任意地变更。除此之外,管电压、切片厚度、重构函数等在扫描计划画面上指定。扫描专家系统120根据所确定的扫描计划产生扫描计划信息。扫描计划信息被朝扫描控制部110发送,在扫描控制部110的控制下,根据扫描计划信息执行全扫描。
图2中示出基于本实施方式的从扫描计划阶段的低剂量的定位像扫描经全扫描最终到达图像显示的CT检查整体的处理次序。在扫描计划阶段,首先,通过扫描控制部110的控制,相对于被检体的胸部整体、腹部整体、上半身整体等比较宽的范围,以比全扫描低的剂量利用螺旋扫描方式或者非螺旋扫描方式执行定位像扫描。在非螺旋扫描方式的情况下,每收集1周的量的投影数据,顶板移动与锥形扩展角相应的距离,在该位置收集1周的量的投影数据,重复进行这样的动作。通过定位像扫描,收集360°的量的投影数据(S11)。基于通过该定位像扫描收集到的投影数据,利用图像重构部117重构体数据(S12)。体数据存储于存储装置112。
将通过定位像扫描收集到的整周的量的投影数据中的X射线管装置101位于从0°、45°、90°经由输入装置115任意选择的角度时收集到的投影数据从存储装置112读出至投影像产生处理部122。所读出的投影数据根据顶板位置(体轴方向的位置)排列,并合成为一张。由此,如图7所例示的那样,产生从一个方向观察的定位用图像(投影像)的数据(S13)。初始生成0°的定位用图像,如图5所例示的那样显示于扫描计划画面(S14)。当经由输入装置115选择了其他的45°或者90°的投影方向时(S15),返回行程S13,生成该选择的其他的45°或者90°的定位用图像,并切换至其显示(S15)。
图3中示出以螺旋扫描进行定位像扫描的情况下的定位用图像(投影像)的合成,图4中示出以非螺旋扫描进行定位像扫描的情况下的定位用图像的合成。在本实施方式中,通过扫描收集整周的量的投影数据,因此能够在任意方向生成定位用图像。这里,举例示出投影方向选择0°、45°、90°中的任一个的情况,这包含能够设定任意的角度的情况。
利用部位抽出处理部123从体数据抽出检查对象脏器的区域。以包围该抽出的检查对象脏器区域的方式,利用扫描专家系统120初始设定以旋转轴作为中心轴的圆柱形状的扫描区域。与该扫描区域的扫描开始位置和扫描结束位置相关的信息被从扫描专家系统120朝三维图像处理部121供给。在三维图像处理部121中,产生与扫描区域的扫描开始位置相关的截面的轴向图像,产生与扫描结束位置相关的轴向图像(S16)。这些轴向图像如图5所示显示于扫描计划画面(S17)。此外,并不限定于轴向图像,也可以是其他的任意截面的图像,此外,并不限定于1个截面,也可以显示多个截面(MPR)的图像。
当重叠在扫描计划画面的定位用图像上的、表示扫描范围的辅助框线根据由用户进行的输入装置115的拖曳等的操作而变更了其大小、位置时(S18),扫描专家系统120变更画面上的辅助框线的位置、大小,并且将变更后的规定扫描范围的扫描开始位置的位置信息和规定扫描结束位置的位置信息实时地朝三维图像处理部121供给。利用三维图像处理部121从体数据产生该变更后的扫描开始位置的轴向图像和扫描结束位置的轴向图像(S16),并进行显示(S17)。这样,若使辅助框线移动、放大/缩小,则追随于此,产生基于伴随于此而变更后的扫描范围的扫描开始位置的轴向图像和扫描结束位置的轴向图像,并进行显示。用户在进行扫描范围的设定、调整时能够分别以轴向图像确认扫描开始位置和扫描结束位置。
图5、图6中示出由扫描专家系统120构建的扫描计划支援画面。在扫描计划支援画面中以数值显示扫描计划中的扫描条件。扫描开始时间、停止时间、扫描开始位置、扫描结束位置、扫描模式、扫描数、管电压(kV)、管电流(mA)、扫描范围(C-FOV)、重构范围(D-FOV)、扫描速度(合计时间)、摄影切片厚度、移动范围、扫描后移动量等的推荐值分别以数值表示,用户能够任意变更。并且,在扫描计划支援画面显示定位用图像,在本例中显示正面方向(0°)的定位用图像。通过选择性地按下3个种类的“定位用图像方向选择按钮(button)”,输入任意的角度,能够将显示切换至从其他的方向观察的定位用图像。
如上所述,在定位用图像中重叠有规定扫描范围的矩形的辅助框线。在矩形的辅助框线中,为了使得能够将扫描开始线和扫描结束线相互区别开,而使线形态、显示颜色不同而一并显示。辅助框线所表示的扫描范围当然与用数值表示的扫描范围(C-FOV)一致。若对一方进行修正则另一方连动地自动修正。另外,重构范围多设定成与扫描范围相同的范围,因而,扫描范围的辅助框线兼作为规定重构范围的重构范围辅助线,但也可以将扫描范围辅助框线和重构范围辅助框线分别显示。
选择性地显示与规定扫描范围的辅助框线对应的扫描开始位置和扫描结束位置各自的轴向图像。若按下“扫描开始位置显示选择按钮”,则如图5所示,显示扫描开始位置的轴向图像,若按下“扫描结束位置显示选择按钮”,则如图6所示,显示扫描结束位置的轴向图像,用户能够任意地切换。当然,也可以同时显示扫描开始位置和扫描结束位置各自的轴向图像。
在上述的例子中,对利用重叠于定位用图像的扫描范围辅助框线、或者重构辅助框线设定扫描开始位置以及扫描结束位置、或者重构开始位置以及重构结束位置的情况进行了说明。然而,实施方式并不限定于此,也可以是通过进行拖曳(drag)以及放开(drop)在定位用图像上设定截面图像的情况。以下,对使用图6的轴向图像的一个例子进行说明。例如,用户一边将轴向图像切换为体轴方向一边进行观察,决定与扫描开始位置对应的轴向图像。进而,用户通过将所决定的轴向图像在定位用图像上拖曳以及放开而设定扫描开始位置。此外,用户一边将轴向图像切换为体轴方向一边进行观察,决定与扫描结束位置对应的轴向图像。进而,用户通过将所决定的轴向图像在定位用图像上拖曳以及放开而设定扫描结束位置。
这里,扫描专家系统120能够根据拖曳以及放开的轴向图像的在体轴方向上的位置和相对于诊视床的被检体的配置信息判定与拖曳以及放开的轴向图像对应的位置是开始位置还是结束位置。或者,扫描专家系统120能够基于通过与标准解剖模型之间的匹配处理而鉴定的脏器的信息判定与拖曳以及放开的轴向图像对应的位置是开始位置还是结束位置。即,扫描专家系统120判定拖曳以及放开的轴向图像是哪个脏器的图像,判定是开始位置还是结束位置。
并且,扫描专家系统120能够基于轴向图像被拖曳以及放开后的位置判定是开始位置还是结束位置。例如,扫描专家系统120,在拖曳以及放开后的位置是定位用图像的上部的情况下判定为是开始位置,在为定位用图像的下部的情况下判定为是结束位置。
此外,在这些轴向图像、定位用图像中,由部位抽出处理部123抽出的脏器区域整体以彩色半透明的方式重叠,或者所抽出的脏器区域的外缘以彩色的方式重叠。在实施造影检查的情况下,存在用于在任意血管的截面中设定ROI,在造影剂流入的定时(timing)开始摄影的Prep摄影。以往需要重新对任意截面进行摄影,但由于体数据已经存在,因此无需重新收集。
针对以这种方式抽出的脏器区域自动设定扫描范围,一边在轴向图像、定位用图像上确认其结果一边根据需要操作扫描范围辅助框线,最终能够高精度地决定扫描范围的大小、位置(S19)。此外,能够利用扫描专家系统120高精度地鉴定从体数据抽出的对象脏器或被检体的每个方向的厚度、沿着体轴的厚度变化,因此能够决定管电流(mA)的最佳值及其调制方向(S20)。
若确定了扫描计划,则利用扫描专家系统120根据所确定的扫描计划产生扫描计划信息,并根据该扫描计划信息在扫描控制部110的控制下执行全扫描(S21)。
基于通过全扫描收集到的投影数据利用例如锥束重构法重构体数据,利用三维图像处理部121生成三维图像并在显示装置116显示(S22)。
以往,如图8所示,并不使X射线管旋转,通常在固定为0°方向的状态下照射X射线,同时使诊视床沿Z方向移动,由此摄影用于确定扫描范围的定位用图像。在进行扫描计划时,只是从该一个方向的定位用图像、最多2个方向的定位用图像设定扫描范围等。在本实施方式中,与通常的扫描同样一边使X射线管旋转一边收集360°方向的投影数据,使用所得到的整周方向的投影数据产生三维图像从而确认对象脏器等的三维构造,能够在任意的位置、方向产生截面图像,此外,能够自由变更定位用图像(投影像)的方向,并且能够得到CT值的体数据,因此能够通过阈值处理简单地抽出检查对象等脏器区域,能够自动地初始设定扫描范围,此外,能够确认扫描开始位置的轴向图像、扫描结束位置的轴向图像,并且,若扫描范围的位置、大小变更,则追随于此,能够确认变更后的扫描开始位置的轴向图像、变更后的扫描结束位置的轴向图像,因此能够提高扫描范围等的设定精度、设定操作的便利性。
以下,对基于上述的X射线计算机断层摄影装置的几个实施方式进行说明。这里,在以下的实施方式中,依次说明使用基于通过定位扫描收集到的投影数据生成的投影图像设定扫描范围的情况下的实施方式,和使用基于通过定位扫描收集到的投影数据生成的截面图像设定扫描范围的情况下的实施方式。此外,以下说明的实施方式毕竟只是一个例子,本申请所涉及的X射线计算机断层摄影装置的实施方式并不限定于此。
首先,对使用基于通过定位扫描收集到的投影数据生成的投影图像设定扫描范围的情况下的几个实施方式进行说明。在上述的实施方式中,对通过变更重叠在投影图像(定位用图像)上的辅助框线的大小、位置而设定全扫描的扫描范围的例子进行了说明,但是,也可以通过变更所显示的投影图像、辅助框线的方向设定扫描范围。
具体而言,输入装置115接受针对基于通过第1扫描(定位扫描)取得的投影数据生成的投影图像的显示的操作。扫描专家系统120显示与利用输入装置115接受的操作对应的投影图像。扫描控制部110控制为,在由扫描专家系统120显示的投影图像中,执行第2扫描的扫描范围所包含的区域的扫描。这里,输入装置115例如接受用于使投影图像整体的投影方向、或者在投影图像中设定的第2扫描(全扫描)的扫描范围中的投影方向变化的操作。以下,使用图9A~图11对上述的实施方式进行说明。
图9A以及图9B是用于对使本实施方式所涉及的扫描范围中的投影方向变化的一个例子进行说明的图。这里,在图9A中,示出由扫描专家系统120构建的扫描计划支援画面的一个区域。如图9A所示,扫描专家系统120构建包含定位用图像和截面图像的扫描计划支援画面,若所构建的扫描计划支援画面显示于显示装置116,则操作者对输入装置115进行操作而设定全扫描的扫描范围。
这里,操作者以使得重叠于图9A的(A)所示的定位用图像的扫描范围辅助框线的方向变化(使扫描范围辅助框线摆动)的方式对输入装置115进行操作,由此,如图9A的(B)所示,使扫描范围辅助框线内的定位用图像的方向变化而设定全扫描的扫描范围。例如,如图9A的(A)所示,当被检体倾斜地插入于架台100内而扫描定位用图像的情况下,操作者对输入装置115进行操作而使扫描范围辅助框线的方向变化,由此,如图9A的(B)所示,使扫描范围辅助框线内的被检体的方向笔直。
即,操作者以使得扫描范围辅助框线内包含作为全扫描的对象的区域的方式使方向变化,由此设定为通过全扫描扫描被检体的所希望的区域。以下,使用图9B对上述的处理的详细情况进行说明。图9B示出图9A中的扫描范围设定的详细情况。如图9A所示,若被检体倾斜地插入于架台100内而扫描定位用图像,则被检体S1与扫描范围辅助框线之间的位置关系成为如图9B的(A)所示的位置关系。即,成为被检体S1相对于扫描范围辅助框线倾斜的状态。
因此,操作者通过对输入装置115进行操作而使扫描范围辅助框线朝图9B的(A)的箭头的方向摆动,如图9B的(B)所示使作为全扫描的对象的所希望的区域进入扫描范围辅助框线内。由此,如图9B的(C)所示,在被检体S1中,包含扫描范围辅助框线的区域被设定为全扫描的扫描范围。这样,操作者通过使扫描范围辅助框线朝任意的方向摆动,能够以在全扫描中扫描所希望的区域的方式设定扫描范围。以下,对各部的处理进行说明。例如,若输入装置115接受使扫描范围辅助框线摆动的操作,则扫描专家系统120基于利用输入装置115接受的扫描范围辅助框线的摆动的信息将扫描范围辅助框线的摆动后的位置信息朝投影像产生处理部122以及三维图像处理部121供给。
投影像产生处理部122基于摆动后的扫描范围辅助框线的位置信息生成与扫描辅助框线内对应的投影图像,并朝扫描专家系统120供给。并且,三维图像处理部121基于摆动后的扫描范围辅助框线的位置信息生成对应的截面图像,并朝扫描专家系统120供给。例如,三维图像处理部121由体数据生成摆动后的扫描范围辅助框线的扫描开始位置的轴向图像、和扫描结束位置的轴向图像并朝扫描专家系统120供给。
扫描专家系统120构建包含从投影像产生处理部122供给的投影图像以及从三维图像处理部121供给的截面图像的扫描计划支援画面,并使其显示于显示装置116。例如,扫描专家系统120构建如图9A的(B)所示那样的扫描计划支援画面。进而,扫描控制部110以包含扫描范围辅助框线内的区域的方式设定全扫描的扫描范围。
接下来,对使投影图像整体的投影方向变化的情况进行说明。图10A以及图10B是用于对使本实施方式所涉及的投影图像整体的投影方向变化的一个例子进行说明的图。在图10A中,示出利用扫描专家系统120构建的扫描计划支援画面的一个区域。例如,如图10A所示,若利用扫描专家系统120构建的扫描计划支援画面显示于显示装置116,则操作者通过以使图10A的(A)所示的定位用图像的方向变化(使定位用图像摆动)的方式对输入装置115进行操作,如图10A的(B)所示,使作为全扫描的对象的区域进入扫描范围辅助框线内,设定全扫描的扫描范围。例如,如图10A的(A)所示,在被检体倾斜地插入于架台100内而扫描定位用图像的情况下,操作者通过对输入装置115进行操作而使定位用图像的方向变化,由此如图10A的(B)所示,使被检体的方向笔直。
即,操作者通过以使得作为全扫描的对象的区域包含于扫描范围辅助框线内的方式使定位用图像的方向变化,设定成通过全扫描扫描被检体的所希望的区域。以下,使用图10B对上述的处理的详细情况进行说明。图10B示出图10A中的扫描范围设定的详细情况。如图10A所示,若被检体倾斜地插入于架台100内而扫描定位用图像,则被检体S1与扫描范围辅助框线之间的位置关系成为如图10B的(A)所示的位置关系。
因此,操作者通过对输入装置115进行操作而使定位用图像朝图10B的(A)的箭头的方向摆动,如图10B的(B)所示使作为全扫描的对象的所希望的区域进入扫描范围辅助框线内。由此,进入扫描范围辅助框线内的区域被设定为扫描范围。这里,对于扫描范围的设定,如图10B的(C)所示,通过使扫描范围辅助框线相对于被检体S1的方向变化通过摆动而定位用图像的方向所变化的量来执行。即,通过使扫描范围辅助框线朝相反方向摆动定位用图像所摆动的量,由此,在被检体S1中包含扫描范围辅助框线的区域被设定为全扫描的扫描范围。这样,操作者通过使定位用图像朝任意的方向摆动,能够以使得在全扫描中扫描所希望的区域的方式设定扫描范围。
以下,对各部分的处理进行说明。例如,若输入装置115接受使定位用图像摆动的操作,则扫描专家系统120基于利用输入装置115接受的定位用图像的摆动的信息将定位用图像的摆动后的位置信息朝投影像产生处理部122以及三维图像处理部121供给。
投影像产生处理部122基于摆动后的定位用图像的位置信息生成对应的投影图像,并朝扫描专家系统120供给。并且,三维图像处理部121生成与定位用图像摆动后的扫描范围辅助框线的位置对应的截面图像,并朝扫描专家系统120供给。例如,三维图像处理部121在定位用图像摆动后的定位用图像中,由体数据生成与扫描范围辅助框线的扫描开始位置对应的轴向图像、和与扫描结束位置对应的轴向图像,并朝扫描专家系统120供给。
扫描专家系统120构建包含从投影像产生处理部122供给的投影图像以及从三维图像处理部121供给的截面图像的扫描计划支援画面,并使其显示于显示装置116。例如,扫描专家系统120构建如图10A的(B)所示那样的扫描计划支援画面。进而,扫描控制部110以使得包含扫描范围辅助框线内的区域的方式设定全扫描的扫描范围。
如上所述,在本实施方式所涉及的X射线计算机断层摄影装置中,通过投影图像、辅助框线摆动来设定全扫描的扫描范围。这里,本实施方式所涉及的投影图像、辅助框线的摆动并不限于上述的例子,能够在任意的方向进行。图11是用于对本实施方式所涉及的投影图像、辅助框线的摆动进行说明的图。例如,如图11的(A)所示,本实施方式所涉及的投影图像、辅助框线的摆动使定位用图像或者扫描范围辅助框线相对于被检体S1的方向朝任意的方向变化。若举出一个例子,则摆动是以定位用图像或者扫描范围辅助框线中的点P1作为中心,以在点P1正交的3个轴分别作为旋转轴而旋转。
即,若输入装置115接受如图11的(A)所示那样的旋转操作,则扫描控制部110如图11的(B)所示将定位用图像或者扫描范围辅助框线的旋转操作后的扫描范围辅助框线所包含的区域设定为全扫描的扫描范围。此外,上述的定位用图像或者扫描范围辅助框线的摆动可以是在上述的扫描范围辅助框线的大小、位置变更后执行的情况,或者也可以是在扫描范围辅助框线的大小、位置变更前执行的情况。即,定位用图像或者扫描范围辅助框线的摆动、扫描范围辅助框线的大小的变更、以及位置的变更能够适当地组合而执行。
在上述的实施方式中,对将定位用图像或者扫描范围辅助框线的旋转操作后的扫描范围辅助框线所包含的区域设定为全扫描的扫描范围的情况进行了说明。这里,扫描专家系统120能够将定位用图像或者扫描范围辅助框线的旋转操作后的角度预设定为定位用图像的投影方向。例如,扫描专家系统120将相对于体数据的旋转操作后的角度设定为定位用图像的投影方向。这里,扫描专家系统120在扫描计划支援图像中构建预设定按钮(preset button)。例如,专家系统120作为图5所示的定位用图像方向选择按钮构建预设定按钮。由此,用户能够容易地再现通过旋转操作设定的角度。
在上述的实施方式中,对相对于投影图像(定位用图像)所包含的区域设定扫描范围的情况进行了说明。然而,本实施方式所涉及的X射线计算机断层摄影装置也能够进行相对于并未通过定位扫描而扫描的区域的、全扫描的扫描范围的设定。图12是用于对本实施方式所涉及的扫描范围设定的一个例子进行说明的图。在图12中,示出利用扫描专家系统120构建的扫描计划支援画面的一个区域。例如,如图12的(A)所示,若利用扫描专家系统120构建的扫描计划支援画面显示于显示装置116,则操作者通过对输入装置115进行操作将扫描范围辅助框线放大而设定全扫描的扫描范围。
这里,对于本实施方式所涉及的X射线计算机断层摄影装置,如图12的(B)所示,通过将扫描范围辅助框线放大到超过定位用图像的范围的区域来进行相对于并未通过定位扫描而扫描的区域的、全扫描的扫描范围的设定。具体而言,对于扫描控制部110,在将第2扫描(全扫描)的扫描范围设定于超过基于利用第1扫描(定位扫描)取得的投影数据生成的投影图像的区域的未扫描区域的情况下,控制为从与该未扫描区域对应的假想患者图像取得被检体中的与未扫描区域对应的区域,执行包含所取得的区域的扫描范围的扫描。即,扫描控制部110从预先准备的假想患者图像取得与并未通过定位扫描而扫描的区域相关的信息,并设定扫描范围。
这里,对预先准备的假想患者图像进行说明。假想患者图像是与关于年龄、成人/小孩、男性/女性、体重、身高等的体格等所涉及的参数的多个组合分别对应的多个数据,由存储装置112存储。对于假想患者图像,预先准备针对具有与对应的上述参数的组合相应的标准体格等的人体而实际利用X射线进行摄影所得的图像。人体上存在能够通过图案识别等图像处理基于形态特征等从图像比较容易地抽出的多个解剖学特征点。这些多个解剖学特征点的身体处的位置、配置大体上根据年龄、成人/小孩、男性/女性、体重、身高等的体格等决定。针对各假想患者图像预先检测这些多个解剖学特征点,位置数据与各个的解剖学特征的识别编码一起附带于假想患者图像的数据或者与之建立关联而被存储。
扫描专家系统120从被检体信息抽出年龄、成人/小孩、男性/女性、体重、身高等项目,根据所抽出的项目从存储装置112存储的多个假想患者图像选择一个假想患者图像。扫描控制部110从利用扫描专家系统120选择的假想患者图像取得与并未通过定位扫描而扫描的区域相关的信息而设定扫描范围。这里,在设定扫描范围前,对定位用图像中的解剖学特征点与假想患者图像中的解剖学特征点进行比较,执行图像间的对位。
具体而言,首先,部位抽出处理部123通过基于形态特征等的图案识别等的图像处理从定位用图像抽出多个解剖学特征点。进而,部位抽出处理部123将所抽出的各解剖学特征点的位置数据、和各个解剖学特征的识别编码(code)保持于内部的存储部。进而,部位抽出处理部123基于识别编码在定位用图像的解剖学特征点与假想患者图像上的多个解剖学特征点之间执行位置对照以及对应。具体而言,部位抽出处理部123进行与从定位用图像抽出的解剖学特征点的识别编码相同的识别编码所对应的假想患者图像上的解剖学特征点之间的比较。以下,对解剖学特征点的比较进行说明。
图13是示出本实施方式所涉及的解剖学特征点的一个例子的图。例如,如图13所示,解剖学特征点散布于图像上,对各点分配解剖学特征的识别编码(例如,图中的“ABDO34.L”、“ABDO32.R”等)。如上所述,假想患者图像中的解剖学特征点被预先检测并被赋予识别编码。部位抽出处理部123若收集到定位用图像则通过基于形态特征等的图案识别等的图像处理抽出多个解剖学特征点,并对所抽出的各解剖学特征点赋予识别编码。部位抽出处理部123根据这些解剖学特征点的识别编码对各解剖学特征点进行比较。
图14是用于对本实施方式所涉及的解剖学特征点的比较的一个例子进行说明的图。例如,如图14所示,部位抽出处理部123将假想患者图像上的多个解剖学特征点ALV01―ALVn,与从定位用图像抽出的多个解剖学特征点ALC01―ALCn进行比较。这里,假想患者图像上的多个解剖学特征点ALV01―ALVn与从定位用图像抽出的多个解剖学特征点ALC01―ALCn分别与相同的识别编码建立关联。
这样,通过进行假想患者图像上的多个解剖学特征点与定位用图像上的多个解剖学特征点之间的比较,例如,能够设定表示与在假想患者图像上设定的扫描范围相同的解剖学的范围的定位用图像上的扫描范围。若举出一个例子,则如图14所示,确定在假想患者图像上指定的扫描范围SRV所包含的多个解剖学特征点ALV01―ALVn,以包含与多个解剖学特征点ALV01―ALVn对应的定位图像上的多个解剖学特征点ALC01―ALCn的方式,将扫描范围SRV转换为扫描范围SRC。
这里,部位抽出处理部123为了进行上述的扫描范围的转换,计算用于对假想患者图像中的坐标与定位用图像中的坐标进行转换的坐标转换矩阵。例如,部位抽出处理部123计算将假想患者图像中的坐标转换为定位用图像中的坐标(即,架台100的扫描空间内的坐标)的坐标转换矩阵。此外,也可以是计算将定位用图像中的坐标转换为假想患者图像中的坐标的坐标转换矩阵的情况。
图15是用于对本实施方式所涉及的坐标转换矩阵的一个例子进行说明的图。这里,在图15中,示出将在假想患者图像上设定的扫描区域SRV转换为定位用图像上的对应的区域、即扫描区域SRC的情况。例如,如图15所示,部位抽出处理部123以使得在假想患者图像和定位用图像中在解剖学上相同的解剖学特征点(ALV01,ALC01)、(ALV02,ALC02)、(ALV03,ALC03)之间的位置偏移的合计“LS”最小化的方式求出坐标转换矩阵“H”。即,部位抽出处理部123计算使得以下式中的“LS”最小的坐标转换矩阵“H”。通过求出使LS最小化的坐标转换矩阵H,并通过H将SRV转换为SRC。
LS=((X1,Y1,Z1)-H(x1,y1,z1))
+((X2,Y2,Z2)-H(x2,y2,z2))
+((X3,Y3,Z3)-H(x3,y3,z3))
部位抽出处理部123针对每个被检体计算上述的坐标转换矩阵,并朝扫描控制部110供给。扫描控制部123通过使用从部位抽出处理部123接受到的坐标转换矩阵将在假想患者图像上设定的扫描范围的坐标转换为定位用图像中的坐标(架台100的扫描空间内的坐标),由此来设定全扫描的扫描范围。这里,扫描专家系统120当在超过基于通过定位扫描取得的投影数据生成的投影图像的区域的未扫描区域设定全扫描的扫描范围的情况下,在全扫描的扫描范围中的与未扫描区域对应的区域显示与该未扫描区域对应的假想患者图像。
例如,扫描专家系统120当如图12的(B)所示在扫描计划画面上超过定位用图像的区域设定扫描范围辅助框线的情况下,针对并未通过定位扫描取得数据的区域,显示假想患者图像。此外,对于所显示的假想患者图像,基于定位用图像所包含的解剖学特征点推定定位用图像所包含的部位或者邻接的部位,使用包含所推定的部位的图像。
这样,若针对在定位扫描中并未被扫描的区域显示假想患者图像,并针对所显示的假想患者图像设定扫描范围,则扫描控制部110通过对假想患者图像所包含的解剖学特征点的坐标乘以坐标转换矩阵而转换为定位用图像中的坐标(架台100的扫描空间内的坐标),以包含转换后的坐标的方式设定全扫描的扫描范围。
在上述的例子中,对使扫描范围辅助框线相对于定位用图像的X轴方向变更的情况进行了说明,但是,本实施方式并不限定于此,能够设定为任意的方向。图16是用于对本实施方式所涉及的扫描范围设定的一个例子进行说明的图。在图16中,示出利用扫描专家系统120构建的扫描计划支援画面的一个区域。例如,如图16的(A)所示,若利用扫描专家系统120构建的扫描计划支援画面显示于显示装置116,则操作者通过以使得扫描范围辅助框线的宽度在Y轴方向变化的方式对输入装置115进行操作,由此如图16的(B)所示设定全扫描的扫描范围。
这样,若由操作者变更Y轴方向的扫描范围,则扫描专家系统120如图16的(B)所示将轴向图像变更为扫描范围变更后的尺寸的轴向图像。即,对于扫描专家系统120,若输入装置115接受Y轴方向的扫描范围的变更,则将所接受到的范围的信息通知给图像重构部118。图像重构部118将所通知的范围作为重构范围(D-FOV),由通过定位扫描收集到的投影数据重构体数据并朝三维重构处理部121供给。三维重构处理部121使用从图像重构部118供给的体数据生成与任意的位置(例如扫描开始线或者扫描结束线)对应的截面图像,并朝扫描专家系统120供给。
对于扫描控制部110,若由操作者变更Y轴方向的扫描范围,则以包含变更后的扫描范围的方式执行全扫描。这里,扫描控制部110根据变更后的扫描范围变更C-FOV的尺寸。例如,扫描控制部110通过根据扫描范围的Y轴方向的变更控制适形滤过器131、准直器132,由此将C-FOV的尺寸从定位扫描时的“400mm”变更为“320mm”。由此,能够高精细地显示放大后的图像。
以上,对使用基于通过定位扫描收集到的投影数据生成的投影图像设定扫描范围的情况下的实施方式进行了说明。接下来,对使用基于通过定位扫描收集到的投影数据生成的截面图像设定扫描范围的情况下的实施方式进行说明。此外,在以下的实施方式中,举出作为截面图像使用轴向图像的情况为例进行说明,但实施方式并不限定于此,例如,也可以是使用冠状图像或者矢形图像的情况。
在使用投影图像设定扫描范围的情况下,在本申请的X射线计算机断层摄影装置中,扫描专家系统120指定基于通过第1扫描(定位扫描)取得的投影数据生成的截面图像组中的所希望的截面图像,基于该指定的截面图像设定第2扫描(全扫描)的扫描范围中的至少一方的端部。具体而言,输入装置115接受针对基于通过第1扫描取得的投影数据生成的截面图像的显示位置的操作。进而,扫描专家系统120根据利用输入装置115接受到的操作而基于显示位置变更后的截面图像设定第2扫描的扫描范围中的至少一方的端部。
即,通过操作者以进行针对截面图像的扫描范围的设定操作的方式对输入装置115进行操作,专家扫描系统120将所设定的信息通知给扫描控制部110,使其设定扫描范围。这里,输入装置115接受用于使截面图像的截面位置以及截面角度中的至少一方变化的操作。以下,使用图17以及图18,对使用了截面图像的扫描范围的设定进行说明。图17以及图18是用于对使用了本实施方式所涉及的截面图像的扫描范围的设定的一个例子进行说明的图。这里,在图17中,示出通过使截面图像的截面位置变化而设定扫描范围的情况。并且,在图18中,示出通过使截面图像的断层角度变化而设定扫描范围的情况。并且,在图17以及图18中,示出利用扫描专家系统120构建的扫描计划支援画面的一个区域。
例如,若通过定位扫描收集定位用图像,则扫描专家系统120如图17的(A)所示构建包含由通过定位扫描收集到的投影数据生成的投影图像(定位用图像)、和由根据投影数据重构的体数据生成的轴向图像的扫描计划画面。进而,若扫描控制部110使扫描计划画面显示于显示装置116,则操作者首先按下配置在画面内的按钮“利用Axial图像设定扫描范围”。由此能够进行利用轴向图像的扫描范围的设定。
进而,操作者经由输入装置115对轴向画面进行操作,设定扫描范围。例如,操作者通过在轴向图像上对鼠标等进行操作,使轴向图像的截面位置变化,通过在所希望的位置按下按钮“扫描开始位置”,将按下按钮的时刻的截面图像的截面位置设定为扫描范围的开始位置。进而,操作者使截面位置进一步变化,例如,通过在图17的(B)所示的截面位置按下按钮“扫描结束位置”,设定扫描范围的结束位置。这样,若经由输入装置115设定扫描范围,则扫描专家系统120将所设定的信息通知给扫描控制部110。扫描控制部110基于所通知的扫描范围的信息设定全扫描的扫描范围,执行全扫描。
并且,例如,当在定位扫描时被检体倾斜地插入于架台100内,显示如图18的(A)所示的定位用扫描的情况下,操作者首先通过以与上述同样的方式按下按钮“利用Axial图像设定扫描范围”,使得能够进行利用轴向图像的扫描范围的设定。进而,操作者通过在轴向图像上对鼠标、按钮等进行操作,使轴向图像的截面角度变化,通过在所希望的位置按下按钮“扫描开始位置”,将按下按钮的时刻的截面图像的截面位置设定为扫描范围的开始位置。例如,操作者通过对输入装置115进行操作而调整相对于X-Y平面或者X-Z平面的截面图像的角度,由此将图18的(A)所示的倾斜的轴向图像变更为图18的(B)所示的左右对称的轴向图像。进而,操作者通过按下按钮“扫描开始位置”,设定扫描范围的开始位置。此外,操作者在调整角度后,通过以与上述的操作同样的方式对鼠标等进行操作而使轴向图像的截面位置变化并按下按钮“扫描结束位置”,由此设定扫描范围的结束位置。
这样,若经由输入装置115设定扫描范围,则扫描专家系统120将所设定的信息通知给扫描控制部110。扫描控制部110基于所通知的扫描范围的信息设定全扫描的扫描范围,执行全扫描。这里,扫描专家系统120也可以如图18的(B)所示若轴向图像的截面角度变更则在投影图像(定位用图像)上的与轴向图像对应的位置显示表示截面图像位置的线。
此外,在上述的例子中,举出操作者使轴向图像的截面角度变更的情况为例进行了说明,但是,也可以是基于利用部位抽出处理部123抽出的解剖学特征点而扫描专家系统120自动执行的情况。在这种情况下,扫描专家系统120基于部位抽出处理部123所抽出的解剖学特征点,以使得轴向图像所包含的被检体部位左右对称的方式调整截面角度。
并且,作为使用截面图像进行的扫描范围的设定,也可以伴随着切片厚度的变更而进行设定。例如,操作者观察以切片厚度“0.5mm”执行的定位扫描的轴向图像,并且在作为所希望的切片厚度设定“10.0mm”的情况下,扫描控制部110将包含用于扫描切片厚度“10.0mm”的图像的边缘部分的范围设定为扫描范围。这里,扫描专家系统120例如也能够使边缘(margin)部分显示于投影图像(定位图像)上。
并且,也能够一边观察轴向图像一边针对每个部位设定图像的中心。图19是用于对本实施方式所涉及的针对每个部位的中心位置的变更的一个例子进行说明的图。例如,如图19所示,操作者能够一边观察在扫描计划画面显示的轴向图像,一边在胸部和腹部分别设定图像的中心位置。例如,在胸部和腹部,从顶板到身体的中心位置为止的距离不同,因此在对应于胸部而决定中心位置的情况下,成为腹部的中心位置位于图像的上部的情况。因此,改变轴向图像的截面位置,并分别设定图像的中心位置。由此,全扫描后显示的轴向图像能够基于所设定的中心位置进行显示。
并且,在本实施方式中,通过针对每个部位设定截面,也能够设定扫描范围。图20是用于对本实施方式所涉及的与每个部位的截面相应的扫描范围的设定进行说明的图。例如,如图20所示,在观察心脏的截面的情况下,多使用与心脏的长轴L1正交的截面图像。因此,对于本申请的X射线计算机断层摄影装置,针对每个部位接受所希望的截面的信息,将包含所接受的截面的范围设定为扫描范围。
具体而言,首先,扫描专家系统120使基于利用定位扫描收集到的投影数据生成的截面图像显示于扫描计划画面,输入装置115接受变更截面图像的位置以及角度的操作、以及扫描开始位置和扫描结束位置,并将所接受到的截面图像的信息(例如,位置以及角度变更后的截面图像的坐标信息等)通知给扫描专家系统120。扫描专家系统120将从输入装置115接受到的截面图像的信息通知给扫描控制部110。
这里,扫描控制部110基于从扫描专家系统120接受到的截面图像的信息中所包含的坐标信息,以包含所设定的截面图像的方式设定扫描范围,并执行全扫描。此外,输入装置115也能够通过从操作者接受部位信息而进一步限制扫描范围。例如,在上述的例子中,通过输入装置115接受部位信息“心脏”,扫描控制部110将包含心脏的范围设定为扫描范围。此外,部位信息的输入可以是在轴向图像上指定的情况,也可以是文字输入的情况。在文字输入的情况下,扫描控制部110基于利用部位抽出处理部123抽出的解剖学特征点取得心脏的位置(坐标),以包含所取得的位置的方式设定扫描范围。
进而,扫描控制部110控制扫描专家系统120,以便在执行全扫描后,在所设定的截面上显示基于通过全扫描收集到的投影数据的截面图像。此外,在Y轴方向的扫描范围变更的情况下,扫描控制部110通过根据变更后的扫描范围控制适形滤过器131、准直器132,由此变更C-FOV的尺寸。
如上所述,对于本实施方式所涉及的X射线计算机断层摄影装置,能够使用基于通过定位扫描收集到的投影数据生成的投影图像设定扫描范围,或者使用基于通过定位扫描收集到的投影数据生成的截面图像设定扫描范围。这里,在上述的实施方式中,举出分别分开实施的情况为例进行了说明,但是,实施方式并不限定于此,也可以是组合使用投影图像的扫描范围的设定和使用截面图像的扫描范围的设定而进行实施的情况。
具体而言,也可以是一边使利用扫描专家系统120构建的扫描计划画面所包含的投影图像以及截面图像分别移动一边进行观察,从而设定所希望的扫描范围的情况。如上所述,利用扫描专家系统120构建的扫描计划画面的投影图像与截面图像连动。例如,若使投影图像、扫描范围辅助框线摆动而设定扫描开始位置等,则显示与此相应的截面图像。或者,若变更截面图像的角度、位置等,则在投影图像中的对应的位置显示截面图像位置的信息。
因而,操作者能够观察双方的图像,一边使图像移动一边设定扫描范围。这里,扫描专家系统120使投影图像以及截面图像分别在不同的平面显示,并且,将第2扫描的扫描范围中的至少一方的端部的位置在投影图像以及截面图像上分别建立对应而进行显示。图21是示出本实施方式所涉及的扫描计划画面的一个例子的图。在图21中,示出利用扫描专家系统120构建的扫描计划支援画面的一个区域。
例如,扫描专家系统120如图21所示使投影图像和截面图像分别在不同的平面显示。这里,扫描专家系统120如图21所示使用于设定扫描范围的线L2以及L3在双方的图像的对应的位置分别显示。操作者对输入装置115进行操作,使在投影图像或者截面图像上示出的L2以及L3移动而设定扫描范围。这里,对于扫描专家系统120,若在一方的图像上线L2或者线3移动,则使另一方的图像中的对应的线移动至与移动相应的位置。
这样,能够使用投影图像和截面图像设定扫描范围,但是,所显示的图像是分别不同的平面的图像。例如,在一方为轴向图像的情况下,另一方为冠状图像或者矢形图像,在一方为冠状图像的情况下,另一方为轴向图像或者矢形图像,在一方为矢形图像的情况下,另一方为轴向图像或者冠状图像。此外,在上述的例子中,对使用投影图像和截面图像的情况进行了说明,但是,实施方式并不限定于此,也可以是使用断层图像和断层图像的情况。
并且,在上述的实施方式中,举出设定扫描范围(扫描开始位置以及扫描结束位置)的情况为例进行了说明,但是,也可以是仅在扫描范围的一方设定端部(扫描开始位置或者扫描结束位置)的情况。例如,在扫描结束位置已预先决定的情况下,仅设定扫描开始位置即可。相反,在扫描开始位置已预先决定的情况下,仅设定扫描结束位置即可。
并且,例如,也可以设定成:仅设定扫描开始位置,执行全扫描,实时地执行利用部位抽出处理部123进行的解剖学特征点的抽出,在扫描至规定的位置的情况下结束全扫描。
如以上所说明的那样,根据实施方式,能够提高扫描范围等的计划的精度、便利性。
虽然对本发明的几个实施方式进行了说明,但这些实施方式是作为例子加以提示的,并非意图限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种方式实施,能够在不脱离发明的主旨的范围进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围、主旨中,同样,也包含于权利要求书所记载的发明及其等同的范围中。

Claims (20)

1.一种X射线计算机断层摄影装置,具备:
X射线管装置;
高电压产生部,产生用于施加于上述X射线管装置的管电压;
X射线检测器,检测由上述X射线管装置照射、并透射被检体的X射线;
旋转机构,将上述X射线管装置支承为在上述被检体的周围旋转自如;
控制部,控制上述高电压产生部、上述旋转机构,以对上述被检体执行第1扫描以及第2扫描;
图像处理部,基于从上述X射线检测器的输出产生的通过上述第1扫描取得的投影数据生成投影图像以及截面图像;以及
扫描计划处理部,当上述第2扫描的扫描范围中的至少一方的端部设定于上述图像处理部基于通过上述第1扫描取得的投影数据生成的投影图像的一部分的情况下,该扫描计划处理部显示上述图像处理部基于通过上述第1扫描取得的投影数据生成的截面图像的组中的、与上述扫描范围中的至少一方的端部对应的截面图像。
2.根据权利要求1所述的X射线计算机断层摄影装置,其中,
还具备接受部,该接受部接受针对基于通过上述第1扫描取得的投影数据生成的投影图像的显示的操作,
上述扫描计划处理部显示与由上述接受部接受到的操作相应的投影图像,
上述控制部控制为,在由上述扫描计划处理部显示的投影图像中执行上述第2扫描的扫描范围所包含的区域的扫描。
3.根据权利要求2所述的X射线计算机断层摄影装置,其中,
上述接受部接受用于使上述投影图像整体的投影方向、或者在上述投影图像中设定的第2扫描的扫描范围的投影方向变化的操作。
4.根据权利要求1所述的X射线计算机断层摄影装置,其中,
当上述第2扫描的扫描范围设定于超过基于通过上述第1扫描取得的投影数据生成的投影图像的区域的未扫描区域的情况下,上述控制部控制为从与该未扫描区域对应的假想患者图像取得上述被检体中的与上述未扫描区域对应的区域,并执行包含所取得的区域的扫描范围的扫描,
上述假想患者图像是与体格所涉及的参数的多个组合分别对应的多个图像数据。
5.根据权利要求4所述的X射线计算机断层摄影装置,其中,
当上述第2扫描的扫描范围设定于超过基于通过上述第1扫描取得的投影数据生成的投影图像的区域的未扫描区域的情况下,上述扫描计划处理部在上述第2扫描的扫描范围中的与上述未扫描区域对应的区域显示与该未扫描区域对应的假想患者图像。
6.根据权利要求1所述的X射线计算机断层摄影装置,其中,
上述控制部控制适形滤过器以及准直器中的至少一方,以使得当设定上述第2扫描的扫描范围时,对与所设定的扫描范围对应的区域照射上述X射线。
7.根据权利要求1所述的X射线计算机断层摄影装置,其中,
上述扫描计划处理部使上述投影图像以及上述截面图像分别在不同的平面显示,并且,使上述第2扫描的扫描范围中的至少一方的端部的位置在上述投影图像以及上述截面图像上分别建立对应地显示。
8.一种X射线计算机断层摄影装置,具备:
X射线管装置;
高电压产生部,产生用于施加于上述X射线管装置的管电压;
X射线检测器,检测由上述X射线管装置照射、并透射被检体的X射线;
旋转机构,将上述X射线管装置支承为在上述被检体的周围旋转自如;
控制部,控制上述高电压产生部、上述旋转机构,以对上述被检体执行第1扫描以及第2扫描;
图像处理部,基于从上述X射线检测器的输出产生的通过上述第1扫描取得的投影数据生成投影图像以及截面图像;以及
扫描计划处理部,指定上述图像处理部基于通过上述第1扫描取得的投影数据生成的截面图像的组中的所希望的截面图像,基于该指定的截面图像设定上述第2扫描的扫描范围中的至少一方的端部。
9.根据权利要求8所述的X射线计算机断层摄影装置,其中,
还具备接受部,该接受部接受针对基于通过上述第1扫描取得的投影数据生成的截面图像的显示位置的操作,
上述扫描计划处理部基于根据由上述接受部接受到的操作而变更了显示位置的截面图像设定上述第2扫描的扫描范围中的至少一方的端部。
10.根据权利要求9所述的X射线计算机断层摄影装置,其中,
上述接受部接受用于使上述截面图像的截面位置以及截面角度中的至少一方变化的操作。
11.根据权利要求8~10中任一项所述的X射线计算机断层摄影装置,其中,
上述控制部控制适形滤过器以及准直器中的至少一方,以使得当设定上述第2扫描的扫描范围时,对与所设定的扫描范围对应的区域照射上述X射线。
12.根据权利要求8~10中任一项所述的X射线计算机断层摄影装置,其中,
上述扫描计划处理部使上述投影图像以及上述截面图像分别在不同的平面显示,并且,使上述第2扫描的扫描范围中的至少一方的端部的位置在上述投影图像以及上述截面图像上分别建立对应地显示。
13.根据权利要求1或8所述的X射线计算机断层摄影装置,其中,
上述图像处理部使用由上述投影数据通过逐次近似重构而重构的体数据生成上述截面图像。
14.根据权利要求1或8所述的X射线计算机断层摄影装置,其中,
在上述第2扫描之前执行上述第1扫描,在上述第1扫描中,一边使上述X射线管装置和上述X射线检测器旋转,一边利用比上述第2扫描低剂量的X射线收集上述被检体周围的上述投影数据。
15.根据权利要求1或8所述的X射线计算机断层摄影装置,其中,
上述投影图像相对于上述被检体的方向能够任意变更。
16.根据权利要求15所述的X射线计算机断层摄影装置,其中,
上述扫描计划处理部显示扫描计划画面,该扫描计划画面包含用于从多个方向选择上述投影图像相对于上述被检体的方向的操作按钮。
17.根据权利要求1或8所述的X射线计算机断层摄影装置,其中,
上述扫描计划处理部在扫描计划画面上选择性地显示上述扫描范围的扫描开始位置所涉及的截面图像和扫描结束位置所涉及的截面图像,并在上述扫描计划画面上显示用于切换上述扫描开始位置所涉及的截面图像的显示和上述扫描结束位置所涉及的截面图像的显示的操作按钮。
18.根据权利要求1或8所述的X射线计算机断层摄影装置,其中,
上述扫描计划处理部在扫描计划画面上以与表示上述扫描结束位置的辅助线不同的显示形态显示表示上述扫描范围的上述扫描开始位置的辅助线。
19.一种扫描计划设定支援装置,具备:
图像处理部,基于从X射线检测器的输出产生的通过第1扫描取得的投影数据生成投影图像以及截面图像;以及
扫描计划处理部,当第2扫描的扫描范围中的至少一方的端部设定于上述图像处理部基于通过上述第1扫描取得的投影数据生成的投影图像的一部分的情况下,该扫描计划处理部显示上述图像处理部基于通过上述第1扫描取得的投影数据生成的截面图像的组中的、与上述扫描范围中的至少一方的端部对应的截面图像。
20.一种扫描计划设定支援装置,具备:
图像处理部,基于从X射线检测器的输出产生的通过第1扫描取得的投影数据生成投影图像以及截面图像;以及
扫描计划处理部,指定上述图像处理部基于通过上述第1扫描取得的投影数据生成的截面图像的组中的所希望的截面图像,基于该指定的截面图像设定第2扫描的扫描范围中的至少一方的端部。
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