CN108024776A - 放射断层摄影成像设备和程序 - Google Patents
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Abstract
在减少无用的放射照射的同时，通过放射断层摄影成像设备而改进受检对象中的身体部分的成像中的工作流。提供一种放射断层摄影成像设备，其包含：特征位置识别部件，其用于通过无放射的技术而识别躺在成像台上的受检对象中的外部特征位置；启动位置确定部件，其用于基于所识别出的特征位置，确定扫描启动位置；启动控制部件，其用于从所确定的启动位置，控制数据收集子系统启动扫描；重建部件，其用于当执行扫描时，基于通过扫描而收集到的数据，相继地重建图像；判断部件，其用于基于所重建的图像，判断是否已大体上扫描整个待成像的身体部分；以及结束控制部件，其用于当被判断部件判断为已大体上扫描整个待成像的身体部分时，控制数据收集部件结束扫描。
Description
技术领域
本发明涉及用于通过放射断层摄影成像设备改进对受检对象成像的过程中的工作流(或工作流程，即workflow)的技术。
背景技术
近年来，放射断层摄影成像设备的开发取得进展，并且，以相当高的水平实现速度更高且照射量更低的成像。与此同时，开始提出且研究在根据医学检查等的筛查中采用放射断层摄影成像设备的技术。
另一方面，当使用放射断层摄影成像设备来对受检对象进行成像时，有必要准确地确定关于从待成像的身体部分(器官)的上端至下端的区域的扫描范围，以避免无用的照射。因此，在现有技术中，预先执行低剂量侦察扫描(或搜索扫描，即scout scan)，以准确地得知待成像的身体部分的位置，于是，确定扫描范围，以便仅对身体部分进行扫描。
然而，涉及预先执行侦察扫描的方法费时费力，除此以外，导致照射量的显著增加。因此，当在高吞吐量(或高通过量，即throughput)和低照射量被认为很重要的成像(诸如，医学检查)中，使用放射断层摄影成像设备时，工作流仍有改进空间。
用于改进工作流的方法可以包括例如涉及以下的过程的方法：通过光学相机而辨别躺在成像台上的受检对象的位置，估计待成像的身体部分的位置，而不执行侦察扫描，并且，定义该位置处的扫描范围(参见专利文献1，例如，说明书中的第0013段和摘要等)。
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开号2014-121364。
发明内容
然而，器官尺寸因个体而异，因此，非常难以准确地仅仅利用光学相机就得知体内的器官的位置。因此，根据上文的方法，几乎不可能在定义作为待成像的身体部分的器官处的准确的扫描范围的同时，不进行无用的照射就实现成像。
此外，即使在预先执行侦察扫描的方法中，由于受检对象的呼吸和/或肢体运动而导致，在执行侦察扫描的时间与执行主扫描的时间之间，器官位置也发生细微的位移。在这样的情况下，有时必须将待成像的另外的片段添加到执行主扫描的期间的原位的最初定义的扫描范围。
鉴于这样的情形，需要如下的技术：在减少无用的照射的同时，能够改进使用放射断层摄影成像设备来对受检对象进行成像的过程中的工作流。
在第一方面，本发明提供放射断层摄影成像设备，其包含：
特征位置识别部件，用于通过与基于放射的技术不同的技术而识别躺在成像台上的受检对象中的外部特征位置；
启动位置确定部件，用于基于所述所识别出的特征位置，确定关于所述受检对象中的待成像的身体部分的扫描的启动位置；
启动控制部件，用于从所述所确定的启动位置，控制数据收集部件启动所述扫描；
重建部件，用于基于通过所述扫描而收集到的数据，在执行所述扫描的同时，相继地重建图像；
判断部件，用于基于所述所重建的图像，判断是否已大体上扫描整个所述待成像的身体部分；以及
结束控制部件，用于响应于所述判断部件所作出的已大体上扫描整个所述待成像的身体部分的判断，控制所述数据收集部件结束所述扫描。
在其第二方面，本发明提供上文的第一方面的放射断层摄影成像设备，其中：所述特征位置识别部件具有特征位置辨别部件，其用于使用可见光、红外线或紫外线来辨别所述特征位置。
在其第三方面，本发明提供上文的第二方面的放射断层摄影成像设备，其中：所述特征位置辨别部件基于使用可见光、红外线或紫外线来获得的所述受检对象的图像，辨别所述特征位置。
在其第四方面，本发明提供上文的第二方面的放射断层摄影成像设备，其中：所述特征位置辨别部件通过检测所述受检对象对可见光、红外线或紫外线的折射或反射，从而辨别所述特征位置。
在其第五方面，本发明提供上文的第一方面的放射断层摄影成像设备，其中：所述特征位置识别部件具有设置于所述成像台上的紧靠构件，其用于紧靠着所述受检对象的身体的部分，从而将所述特征位置固定至预定义的位置。
在其第六方面，本发明提供上文的第一至第五方面中的任一个的放射断层摄影成像设备，其中：所述判断部件具有区域识别部件，其用于基于所述图像中的像素值的大小，识别所述待成像的身体部分的区域，并且，根据所述区域的尺寸是否低于预定义的水平，判断是否已大体上扫描整个所述待成像的身体部分。
在其第七方面，本发明提供上文的第一至第六方面中的任一个的放射断层摄影成像设备，其中：
所述待成像的身体部分是肺部，并且，
所述特征位置包括与所述受检对象的肩部、颈部以及头部中的至少一个相关联的位置。
在其第八方面，本发明提供上文的第一至第六方面中的任一个的放射断层摄影成像设备，其中：
所述待成像的身体部分是脑部，并且，
所述特征位置包括与所述受检对象的头部相关联的位置。
在其第九方面，本发明提供上文的第一至第六方面中的任一个的放射断层摄影成像设备，其中：
所述待成像的身体部分是肝脏，并且，
所述特征位置包括与所述受检对象中的胯部、肩部以及颈部中的至少一个相关联的位置。
在其第十方面，本发明提供上文的第一至第九方面中的任一个的放射断层摄影成像设备，还包含：身高/体重识别部件，其用于识别所述受检对象的身高和体重。
在其第十一方面，本发明提供上文的第十方面的放射断层摄影成像设备，其中，所述身高/体重识别部件具有：
身高识别部件，其用于使用可见光、红外线或紫外线来识别所述身高；和
体重识别部件，其用于通过设置于所述成像台中的负荷传感器而识别所述体重。
在其第十二方面，本发明提供上文的第十或第十一方面的放射断层摄影成像设备，包含：强度确定部件，其用于基于所述所识别出的身高和体重，确定在所述扫描的期间将发射至所述受检对象上的放射的强度。
在其第十三方面，本发明提供上文的第十至第十二方面中的任一个的放射断层摄影成像设备，包含：高度确定部件，其用于基于所述所识别出的身高和体重，确定执行所述扫描的过程中的所述成像台的高度(或高程，即elevation)。
在其第十四方面，本发明提供上文的第一至第十三方面中的任一个的放射断层摄影成像设备，包含：候选检测部件，其用于基于所述所重建的图像，执行对候选异常阴影的检测处理。
在其第十五方面，本发明提供上文的第十四方面的放射断层摄影成像设备，包含：报告生成部件，其用于生成包括通过所述检测处理而得到的检测的结果的报告。
在其第十六方面，本发明提供上文的第一至第十五方面中的任一个的放射断层摄影成像设备，包含：第一高度控制部件，其用于响应于操作人员对安置在与安装有所述成像台的成像室不同的操作室中的操作部的操作，远程地控制所述成像台从用于所述受检对象的装载/卸载中的第一高度到用于所述受检对象的成像中的第二高度。
在其第十七方面，本发明提供上文的第十六方面的放射断层摄影成像设备，包含：第二高度控制部件，其用于在所述扫描结束之后，自动地或响应于所述操作人员对所述操作部的操作，远程地控制所述成像台从所述第二高度到所述第一高度。
在其第十八方面，本发明提供上文的第一至第十七方面中的任一个的放射断层摄影成像设备，其中：所述扫描是轴向扫描或螺旋扫描。
在其第十九方面，本发明提供上文的第一至第十七方面中的任一个的放射断层摄影成像设备，其中：所述扫描是涉及以下的过程的扫描：使放射源和探测器的旋转停止，并且，将扫描位置沿所述受检对象的体轴的方向移动。
在其第二十方面，本发明提供用于使计算机作为上文的第一至第十九方面中的任一个中的放射断层摄影成像设备中的部件起作用的程序。
“数据收集部件”包含放射源、探测器、成像台等。“数据收集部件”的控制包括对放射源的开/关控制、对放射源和探测器的旋转控制、对成像台的高度控制、对托架的平移控制等。
术语“可见光”、“红外线”以及“紫外线”包括激光束。
短语“已大体上扫描整个待成像的身体部分”意味着，在沿受检对象的体轴的方向从待成像的身体部分的一端(上端)的一侧启动扫描的情况下，已对待成像的身体部分向下扫描到另一端(下端)或另一端(下端)的附近。
根据上文的方面的本发明，在使用放射断层摄影成像设备来对受检对象进行成像的过程中，识别受检对象中的外部特征位置，基于该位置确定关于待成像的身体部分的扫描启动位置，并且，通过基于在扫描的期间获得的所重建的图像判断已大体上扫描整个待成像的身体部分，从而使扫描终止；因此，不先于主扫描而初步地执行侦察扫描，就可以准确地几乎仅对待成像的身体部分进行扫描，并且，在减少受检对象的无用的照射的同时，可以改进工作流，且可以提高扫描的吞吐量。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的X射线CT设备的外观的视图。
图2是示意地示出根据本实施例的X射线CT设备的硬件配置的图。
图3是根据本实施例的X射线CT设备中的操作控制台的功能框图。
图4是示出根据本实施例的X射线CT设备中的处理的流程的流程图。
图5是从侧面观察时的台架2和成像台4的视图。
图6是示出识别肩部的位置且确定扫描启动位置和扫描结束位置的方式的图。
图7是示出由所重建的图像而识别肺部的区域且基于区域的尺寸而作出扫描终止的判断的方式的图。
具体实施方式
现在，将在下文中描述本发明的实施例。应当注意到，本发明未受此限制。
本实施例是用于执行要求低照射量和高吞吐量的筛查(诸如，集体检查)的X射线CT设备。因此，本X射线CT设备配置成，除了当操作人员需要作出确认或根据规定而要求暂时挂起时，实现几乎全自动的控制。
图1是示意地示出X射线CT设备(X射线计算机断层摄影系统)的外观的图。
如图1中所示，X射线CT设备1包含台架2、成像台4以及操作控制台6。
台架2和成像台4安装于成像室R1中。操作控制台6安装在与成像室R1不同的操作室R2中。
X射线CT设备1具有未示出的通信系统。通信系统包含麦克风和扬声器，麦克风和扬声器安置于台架2和操作控制台6中的每个上，允许成像室R1与操作室R2之间的相互语音通信。
图2是示意地示出根据本实施例的X射线CT设备的硬件配置的图。
如图2中所示，台架2具有X射线管21、孔(或光圈、小孔，即aperture)22、准直仪装置23、X射线探测器24、数据收集部(数据采集系统)25、旋转部26、高压电源27、孔驱动设备28、旋转驱动设备29、台架/台控制部30、相机31以及激光灯32。
旋转部26围绕台架2中的孔腔2B可旋转地被支撑。X射线管21、孔22、准直仪装置23、X射线探测器24、数据收集部25以及激光灯32装配于旋转部26上。
X射线管21和X射线探测器24安置成横过孔腔2B而彼此面对面。
孔22安置于X射线管21与孔腔2B之间。孔22使从X射线管21在X射线焦点处向X射线探测器24发射的X射线成形为扇束或锥束。
准直仪装置23安置在孔腔2B与X射线探测器24之间。准直仪装置23去除将在另外的情况下将进入X射线探测器24的散射射线。
X射线探测器24具有多个X射线探测器元件，这些元件沿从X射线管21发射的扇形X射线束的跨度的方向和厚度的方向二维地布置。如本文中所使用的，跨度方向将被称为通道方向，并且，厚度方向被称为行方向(row direction)。各个相应的X射线探测器元件检测穿过躺在孔腔2B中的受检对象5的X射线，并且，根据X射线的强度而输出电信号。
数据收集部25从X射线探测器24中的各个X射线探测器元件接收电信号输出，并且，将电信号输出转换成X射线数据，以供收集。
成像台4具有托架41和托架驱动设备42。受检对象5躺在托架41上。托架驱动设备42将托架41移入台架2中的孔腔2B(即，成像体积)中/从孔腔2B移出。成像台4具有装配于成像台4上的负荷传感器43。负荷传感器43根据躺在托架41上的受检对象5的体重而输出信号。
高压电源27给X射线管21供应高电压电流。
孔驱动设备28驱动孔22，并且，修改孔22的开口的形状。
旋转驱动设备29旋转地驱动旋转部26。
台架/台控制部30控制台架2、成像台4等中的若干设备和部件。
相机31附接至台架20的上部部分。相机31拍摄躺在成像台4的托架41上的受检对象5的图像。相机31包含用于检测可见光的RGB相机和用于检测红外线的红外相机。
激光灯32是灯装置，其用于发射激光束，以指向关于躺在成像台4上的受检对象5的扫描位置。
操作控制台6从操作人员9接受若干种操作。操作控制台6具有输入装置61、显示装置62、存储装置63以及计算处理设备64。在本实施例中，操作控制台6由计算机构造。
如图2中所示，受检对象5的体轴的方向(即，由成像台4运输受检对象5的方向)将在本文中被称为z方向。此外，竖直方向将被称为y方向，并且，与y方向和z方向正交的水平方向将被称为x方向。
接下来，将描述根据本实施例的X射线CT设备的功能。在对受检对象5中的待成像的身体部分进行成像的过程中，根据本实施例的X射线CT设备1具有以下的功能：根据无放射的方法，识别受检对象5中的外部特征位置；基于该位置，确定扫描启动位置；启动扫描；在扫描的期间，近实时地重建图像；基于该图像而检测到对待成像的身体部分的下端部分进行过扫描，以及使扫描终止。借助于这些功能，可以不执行侦察扫描，就准确地几乎仅对预期的待成像的身体部分进行扫描，且结果，可以在减少无用的照射的同时，改进工作流。
图3是根据本实施例的X射线CT设备中的操作控制台的功能框图。
根据本实施例的X射线CT设备中的操作控制台6作为用于实现上述的功能的功能块而具有扫描控制部71、姿势辨别部72、身高识别部73、体重识别部74、BMI(体重指数)运算部75、特征位置识别部76、扫描启动位置确定部77、参数确定部78、图像重建部79、CAD(计算机辅助诊断)处理部80、区域识别部81、扫描终止判断部82、报告生成部83以及显示控制部84。
扫描控制部71表示本发明中的启动控制部件和第一及第二高度控制部件的示例。身高识别部73表示本发明中的身高识别部件的示例。体重识别部74表示本发明中的体重识别部件的示例。特征位置识别部76表示本发明中的特征位置识别部件的示例。扫描启动位置确定部77表示本发明中的启动位置确定部件的示例。参数确定部78表示本发明中的强度确定部件和高度确定部件的示例。图像重建部79表示本发明中的重建部件的示例。CAD处理部80表示本发明中的候选检测部件的示例。区域识别部81表示本发明中的区域识别部件的示例。扫描终止判断部82表示本发明中的判断部件和结束控制部件的示例。报告生成部83表示本发明中的报告生成部件的示例。
操作控制台6通过运行预定义的程序的计算处理设备64而作为这些功能块起作用。例如，预定义的程序存储于存储装置63或在外部连接的存储装置或介质90中。
扫描控制部71控制台架/台控制部30，以便响应于操作人员9的操作而执行扫描。
姿势辨别部72通过分析相机31所拍摄到的受检对象5的图像，从而辨别受检对象5的姿势。
身高识别部73通过分析相机31所拍摄到的受检对象5的图像，从而识别受检对象5的身高。
体重识别部74基于装配于成像台4上的负荷传感器43的输出，识别受检对象5的体重。
BMI运算部75依据预定义的运算公式，由受检对象5的所识别出的身高和体重运算BMI值。
特征位置识别部76基于相机31所拍摄到的受检对象5的图像，识别受检对象5中的特征位置。
扫描启动位置确定部77基于所识别出的特征位置，确定扫描启动位置。
参数确定部78基于受检对象5的所识别出的身高和体重，确定用于扫描受检对象5的过程中的X射线管的管电压和管电流。参数确定部78还通过基于受检对象5的所识别出的身高和体重估计待成像的身体部分的附近的受检对象5的厚度，从而确定扫描的期间的托架41的适当的高度。
图像重建部79基于通过扫描而获得的数据，重建图像。
CAD处理部80将检测候选异常阴影的处理应用于所重建的图像。
区域识别部81通过分析图像而识别所重建的图像中的待成像的身体部分的区域。
扫描终止判断部82基于所识别出的区域，判断是否向下完成扫描到待成像的身体部分的下端部分，并且，当判断为完成扫描时，将使扫描终止的信号传输至扫描控制部71。
报告生成部83生成关于受检对象5的诊断报告，并且，将该诊断报告输出至服务器，以便保存诊断报告。
显示控制部84控制显示装置62显示若干种图像，包括所重建的图像和显示装置62的屏幕上的文本。
将与X射线CT设备中的处理的流程的描述一起描述这些部的功能的细节。
接下来，将描述根据本实施例的X射线CT设备的处理的流程。将关于如下的情况而作出本文中的描述：待成像的身体部分是肺部，并且，肩部的位置被识别为特征位置。
图4是示出根据本实施例的X射线CT设备中的处理的流程的流程图。
图5是用于解释X射线CT设备中的处理的视图，示出从侧面观察时的台架2和成像台4。
在步骤S1，如图5中所示，受检对象5躺在托架41上。操作人员9使用通信系统来从操作室R2指导成像室R1中的受检对象5走到托架41上。遵循指导，受检对象5走到托架41上，并且，呈现躺着的姿势。
在步骤S2，如图5中所示，托架41移动至预定义的位置。具体地，操作人员9输入移动托架41的指导命令。例如，通过简单的操作(诸如，按压输入装置61上的预定义的按钮)而实现命令的输入。响应于命令，扫描控制部71控制成像台4的驱动子系统，以将托架41移动至预定义的位置。通过将托架41移动至预先确定的预定义的位置，使得相机31所拍摄到的图像的相对于托架41的位置和比例尺为固定的。因而，能够根据图像而准确地识别受检对象5的位置和尺寸。
在步骤S3，辨别受检对象5的姿势。具体地，如图5中所示，相机31拍摄受检对象的图像。图像姿势辨别部72分析相机31所拍摄到的图像，从而辨别受检对象5的头部向前/足部向前和/或仰卧/俯卧位置之间的区别。受检对象5的所辨别出的姿势暂时作为一则扫描信息而存储。
在步骤S4，识别受检对象5的身高。具体地，身高识别部73分析相机31所拍摄到的图像，从而识别受检对象5的身高。当成像台4中的托架41的高度放置在预先确定的预定义的高度处时，拍摄用于识别身高的所分析的图像。因而，所拍摄到的图像的比例尺为固定的，并且，可以准确地识别受检对象5的身高。所识别出的受检对象5的身高作为一则扫描信息而输入。
在步骤S5，识别受检对象5的体重。具体地，如图5中所示，装配于托架41上的负荷传感器43根据受检对象5的体重，输出信号。体重识别部74基于负荷传感器43的输出，识别受检对象5的体重。在不能利用负荷传感器43或未将负荷传感器43装配于托架41上的情况下，识别所存储的患者信息中所包括的体重。所识别出的受检对象5的体重作为一则扫描信息而存储。
在步骤S6，运算受检对象5的BMI(体重指数)值。具体地，BMI运算部75基于受检对象5的所识别出的身高和体重，运算受检对象5的BMI值。所运算出的受检对象5的BMI值作为一则扫描信息而存储。
在步骤S7，识别受检对象5的肩部的位置。
图6示出识别肩部的位置且确定扫描启动位置和扫描结束位置的方式。
相机31拍摄如图6(a)中所示的躺在托架41上的受检对象的图像。特征位置识别部76分析相机31所拍摄到的图像，从而识别如图6(b)中所示的受检对象5的肩部的位置k1、k2。在本实施例中，通过模板匹配等而提取受检对象5的轮廓，并且，表示轮廓内的肩部的上缘的斜线的位置被确定为肩部的位置。肩部的位置k1、k2和受检对象5的肺部5L的上端部分的位置具有解剖学上恒定的位置关系。
在步骤S8，确定受检对象5的扫描启动位置。具体地，如图6(c)中所示，扫描启动位置确定部77基于所识别出的肩部位置，确定扫描启动位置。在本实施例中，将一侧肩部的位置k1的下端z1与另一侧肩部的位置k2的下端z2相比较，并且，识别位于更靠上(更接近于头部)的肩部的位置。在所示出的示例中，识别位于从高处观察时的右侧的肩部的位置k2的下端z2。接下来，参考所识别出的下端，以一定距离Δz低于参考位置的位置被定义为扫描启动位置ss。这是因为，肺部的上端通常位于稍微低于肩部位置的位置处。扫描启动位置确定部77还将被认为是从扫描启动位置ss完全地超过整个肺部5L的位置确定为扫描结束位置se。这是用于防止过度地超过将被适当地扫描的区域而执行扫描(在扫描终止判断中作出错误判断(稍后将对此进行讨论)且未使扫描停止的情形中)的安全措施之一。应当注意到，可以由操作人员定义上文的扫描结束位置se或距离Δz。此外，基于肩部的位置而确定扫描启动位置的方法不限于前面提到的方法，并且，可以采用各种方法中的任一个。
在步骤S9，确定参数。具体地，参数确定部78基于受检对象5的身高、体重等，确定用于扫描中的X射线管的管电压和管电流。在得知身高和体重的情况下，可以估计胸部的横截面面积(即，穿过肺部的X射线衰减因子)，并且，可以估计将发射的X射线的适当的强度(即，管电压和管电流)。参数确定部78还基于受检对象5的所识别出的身高和体重，估计受检对象5的胸部的厚度，并且，确定托架41的适当的高度，使得胸部的横截面的中心与孔腔2B的中心(即，SFOV(扫描视场)的中心)近似地一致。
在步骤S10，显示所确定的扫描参数。具体地，扫描控制部84显示叠加于相机31所拍摄到的图像中的受检对象5上的所确定的扫描启动位置和扫描结束位置的线。此外，扫描控制部84显示用于X射线管的所确定的管电压和管电流等。扫描控制部84还以数字或概念图显示托架41的高度。
在步骤S11，细微地调整扫描参数。具体地，当需要时，操作人员9经由图形用户界面GUI而细微地调整扫描参数，例如，扫描启动位置、扫描结束位置、管电流值、调制曲线、托架41的高度等。扫描控制部71反映出实际的扫描参数中的细微调整。
在步骤S12，开启台架2上的激光灯2L。具体地，操作人员9经由输入装置6等而输入指导命令，从而为扫描作准备。响应于命令，扫描控制部71开启台架2上的激光灯2L。
在步骤S13，受检对象5移动至扫描位置。具体地，扫描控制部71调整托架41的高度和水平位置，使得激光灯2L的位置与受检对象5的扫描启动位置一致。此时，将相机31所拍摄到的图像近实时地显示于屏幕上。操作人员9观察屏幕，并且，确认是否正确地设置扫描启动位置。在未正确地设置扫描启动位置的情况下，解除自动模式，以切换到手动模式，并且，正确地设置扫描范围。
在步骤S14，启动扫描。具体地，操作人员9通过按压输入装置61等上的按钮，从而输入指导命令，以启动扫描。响应于命令，扫描控制部71控制若干个部以启动扫描。在本实施例中，作为扫描，执行螺旋扫描。
在步骤S15，执行图像重建。具体地，在基于所收集到的数据而执行扫描的同时，图像重建部79相继地近实时地重建图像。在本实施例中，在基于通过螺旋扫描而获得的数据而执行螺旋扫描的同时，图像重建部79相继地重建与各个片段相对应的断层摄影图像。显示控制部84控制显示装置62，以将所重建的图像相继地显示于显示装置62的屏幕上。
在步骤S16，发动CAD(候选异常阴影检测系统)。具体地，CAD处理部80执行如下的处理：相继地分析所重建的图像，并且，检测候选异常阴影。在检测到任何候选异常阴影的情况下，显示控制部84控制显示装置62，以将检测结果显示于显示装置62的屏幕上。例如，对于胸部的候选异常阴影是微钙化或结节。虽然作为检测候选异常阴影的处理可以采用各种各样的已知的技术，但例如可以采用专利文献：日本专利申请公开号2003-575中所公开的技术。
在步骤S17，识别肺部的区域。
图7示出由所重建的图像而识别肺部区域并且基于区域的尺寸而作出扫描终止的判断的方式。
如图7中所示，由图像重建部79获得肺部的所重建的图像P。区域识别部81相继地分析所重建的图像，并且，识别肺部的区域。在本实施例中，如图7中所示，构成图像P的各个像素根据其CT值而二值化，并且，被分类为如图像P’(t1)中的高亮度区域AH和低亮度区域AL。位于高亮度区域AH的外侧的低亮度区域AL被识别为受检对象5的外侧的区域且被忽略。位于高亮度区域AH的内侧的低亮度区域AL被识别为肺部的区域AL1。
在步骤S18，作出扫描终止的判断。具体地，如图7中所示，扫描终止判断部82基于所识别出的肺部的区域AL1，判断是否向下完成扫描到肺部的下端部分或肺部的下端部分的附近。在本实施例中，如图7中的图像P’(t3)所示出的，当肺部的区域AL1的尺寸或比例下降至低于预定义的水平时，判断为向下完成扫描到肺部5L的下端部分的附近。在向下完成扫描到肺部的下端部分的附近的情况下，响应于判断，将用于使扫描终止的信号传输至扫描控制部71，并且，使扫描终止。然而，从用于判断中的图像的片段向下至增加预定义的距离的位置处的片段的多个片段很有可能仍然可包括肺部的下端部分。因此，在确保在该范围内执行对片段的扫描作为余量之后，可以使扫描终止。前面提到的预定义的水平可以设置为零水平。当扫描位置到达扫描结束位置se时，扫描终止判断部82还传输用于使扫描终止的信号。此后，流程转到步骤S19。当未判断为已向下完成扫描到肺部的下端部分的附近时，或当未到达扫描结束位置se时，流程回到步骤S15，以继续扫描。
在步骤S19，生成并输出报告。具体地，报告生成部83生成关于受检对象5的诊断报告，并且，将诊断报告输出至服务器，诸如，PACS，以便保存诊断报告。诊断报告包括关于受检对象5的若干种信息，除此以外，还包括扫描期间的受检对象5的姿势、照射剂量、所识别出的身高和体重、所运算出的BMI值、所设置的扫描参数、通过CAD处理而得到的候选异常阴影的检测的结果等。
在步骤S20，将托架41带回到装载/卸载位置。具体地，操作人员9输入针对托架41的移动至装载/卸载位置的指导命令。响应于命令，扫描控制部71控制成像台4的驱动子系统，以将托架41移动至装载/卸载位置。
在步骤S21，将受检对象5从托架41卸载。具体地，操作人员9使用通信系统来从操作室R2指导成像室R1中的受检对象5从托架41走下，且从成像室R1退出。遵循指导，受检对象5从托架41走下，且从该室退出。
如上所述，根据本实施例，在对作为待成像的身体部分的肺部进行扫描的过程中，基于相机31所拍摄到的图像，识别肩部的位置，基于该位置确定扫描启动位置，启动扫描，并且，通过基于在扫描的期间获得的所重建的图像，判断对肺部的下端部分进行过扫描，从而使扫描终止；因此，不先于主扫描而初步地执行侦察扫描，就可以准确地几乎仅对肺部进行扫描，并且，在减少受检对象5的无用的照射的同时，可以改进工作流。此外，相应地，可以提高扫描的吞吐量。因此，这尤其在针对大量的受检对象且在很短的时间内扫描肺部的情形中，如在周期性的集体检查中高度地有效。
根据本实施例，通过远程操作而实现成像台4的控制；因此，操作人员9 不需要为了作出直接控制而进入成像室R1。这同样地改进工作流，并且，有助于扫描的吞吐量的提高。
根据本实施例，基于受检对象5的身高和体重，估计胸部的横截面面积(即，X射线衰减因子)，以确定X射线管的管电压和管电流；因此，在不执行侦察扫描的情况下可以适当地设置X射线管参数。这同样地改进工作流，并且，有助于扫描的吞吐量的提高。
根据本实施例，通过由上述的工作流的改进组合的效应，操作人员9可以在完全不进入成像室R1的情况下执行从扫描的准备直至扫描结束，这大大地提高扫描的吞吐量。
根据本实施例，以几乎全自动的方式实现托架的控制、扫描参数的输入等，这在现有技术中由操作人员9手动地执行；因此，可以在不进行任何繁琐的工作或操作人员9的操作的情况下执行扫描，这可以提高扫描的吞吐量，并且，降低操作人员的压力。
根据本实施例，自动地生成且输出诊断报告，该诊断报告包括受检对象5的姿势、候选异常阴影的检测的结果以及关于受检对象5和扫描的其它信息；因此，显著降低操作人员9的压力。
虽然在该实施例中，特征位置识别部76基于相机31所拍摄到的受检对象的图像，识别肩部的位置，但可以通过与基于X射线的方法不同的另一方法而识别肩部的位置。例如，通过设置围绕当受检对象5躺在托架41上时，受检对象5的肩部将很可能位于的位置定向发射的可见光、红外线或紫外线的光源，并且，检测被肩部折射或反射的光，由此，可以识别肩部的位置。备选地，在预定的位置处，为托架41设置肩部的上端部分所紧靠的构件，以作为止动器，要求受检对象5如此躺下，使得他/他的肩部的上端部分紧靠着止动器，并且，将紧靠的位置作为肩部的位置识别，可以识别肩部的位置。
虽然在该实施例中，相机31包含红外相机和RGB相机，但相机31也可以包含任何其它配置下的相机(例如，包含使用由可见光、红外线或紫外线实现的激光束的相机和RGB相机)。
虽然在该实施例中，所执行的扫描是螺旋扫描，但可以执行根据任何其它方案的扫描。例如，所执行的扫描可以是如下的扫描：在改变扫描z位置的同时，连续地执行轴向扫描。此外，所执行的扫描可以是如下的扫描：在移动扫描z位置(即，移动托架)的同时，发射X射线，其中，旋转部26的旋转角位置为固定的，并且，使X射线管和探测器的旋转停止，这可以被称为根据侦察扫描方案的扫描。
虽然在该实施例中，肩部的位置被识别为受检对象5中的特征位置，并且，参考该位置而确定扫描启动位置，但可以识别与受检对象5的颈部或头部相关联的特征位置(例如，颈背、颅顶、耳朵或眼睛的位置)，从而参考这些位置中的至少一个而确定扫描启动位置。
虽然在该实施例中，待成像的身体部分是肺部，但待成像的身体部分可以是任何其它器官，诸如，脑部或肝脏或下肢等。在待成像的身体部分是脑部的情况下，与受检对象5的头部相关联的特征位置(例如，颅顶、耳朵或眼睛)可以被识别为充当确定扫描启动位置的过程中的参考的受检对象5中的特征位置。在待成像的身体部分为肝脏的情况下，与受检对象5的胯部、肩部以及颈部中的至少一个相关联的位置可以被识别为受检对象5中的特征位置。在待成像的身体部分为下肢的情况下，与受检对象5的胯部、腿部、足部等相关联的位置可以被识别为受检对象5中的特征位置。基于相机31所拍摄到的受检对象的图像，或通过为托架41设置紧靠着受检对象5的颅顶的构件或外壳构件(在其中如此配合受检对象5的头部，以使受检对象5的头部固定于预定义的位置处)，从而可以执行与头部相关联的特征位置的识别。
虽然本实施例是X射线CT设备，但本发明还适用于使用除了X射线之外的放射(例如，使用伽玛射线的放射)的断层摄影成像设备。
另外，用于使计算机作为用于执行上述的X射线CT设备中的控制和/或处理的若干部件起作用的程序和存储有这样的程序的记录介质同样地各自表示本发明的示范性的实施例。
Claims (20)
1.一种放射断层摄影成像设备，包含：
特征位置识别部件，用于通过与基于放射的技术不同的技术而识别躺在成像台上的受检对象中的外部特征位置；
启动位置确定部件，用于基于所述所识别出的特征位置，确定关于所述受检对象中的待成像的身体部分的扫描的启动位置；
启动控制部件，用于从所述所确定的启动位置，控制数据收集部件启动所述扫描；
重建部件，用于在执行所述扫描的同时，基于通过所述扫描而收集到的数据，相继地重建图像；
判断部件，用于基于所述所重建的图像，判断是否已大体上扫描整个所述待成像的身体部分；以及
结束控制部件，用于响应于所述判断部件所作出的已大体上扫描整个所述待成像的身体部分的判断，控制所述数据收集部件结束所述扫描。
2.根据权利要求1所述的放射断层摄影成像设备，其中：所述特征位置识别部件具有特征位置辨别部件，其用于使用可见光、红外线或紫外线来辨别所述特征位置。
3.根据权利要求2所述的放射断层摄影成像设备，其中：所述特征位置辨别部件基于使用可见光、红外线或紫外线来获得的所述受检对象的图像，辨别所述特征位置。
4.根据权利要求2所述的放射断层摄影成像设备，其中：所述特征位置辨别部件通过检测所述受检对象对可见光、红外线或紫外线的折射或反射，从而辨别所述特征位置。
5.根据权利要求1所述的放射断层摄影成像设备，其中：所述特征位置识别部件具有设置于所述成像台上的紧靠构件，其用于紧靠着所述受检对象的身体的部分，从而将所述特征位置固定至预定义的位置。
6.根据权利要求1所述的放射断层摄影成像设备，其中：所述判断部件具有区域识别部件，其用于基于所述图像中的像素值的大小，识别所述待成像的身体部分的区域，并且，根据所述区域的尺寸是否低于预定义的水平，判断是否已大体上扫描整个所述待成像的身体部分。
7.根据权利要求1所述的放射断层摄影成像设备，其中：
所述待成像的身体部分是肺部，并且，
所述特征位置包括与所述受检对象的肩部、颈部以及头部中的至少一个相关联的位置。
8.根据权利要求1所述的放射断层摄影成像设备，其中：
所述待成像的身体部分是脑部，并且，
所述特征位置包括与所述受检对象的头部相关联的位置。
9.根据权利要求1所述的放射断层摄影成像设备，其中：
所述待成像的身体部分是肝脏，并且，
所述特征位置包括与所述受检对象中的胯部、肩部以及颈部中的至少一个相关联的位置。
10.根据权利要求1所述的放射断层摄影成像设备，还包含：身高/体重识别部件，其用于识别所述受检对象的身高和体重。
11. 根据权利要求10所述的放射断层摄影成像设备，其中，所述身高/体重识别部件具有：
身高识别部件，其用于使用可见光、红外线或紫外线来识别所述身高；和
体重识别部件，其用于通过设置于所述成像台中的负荷传感器而识别所述体重。
12.根据权利要求10所述的放射断层摄影成像设备，包含：强度确定部件，其用于基于所述所识别出的身高和体重，确定在所述扫描的期间将发射至所述受检对象上的放射的强度。
13.根据权利要求10至12中的任一项所述的放射断层摄影成像设备，包含：高度确定部件，其用于基于所述所识别出的身高和体重，确定执行所述扫描的过程中的所述成像台的高度。
14.根据权利要求10所述的放射断层摄影成像设备，包含：候选检测部件，其用于基于所述所重建的图像，执行对候选异常阴影的检测处理。
15.根据权利要求14所述的放射断层摄影成像设备，包含：报告生成部件，其用于生成包括通过所述检测处理而得到的检测的结果的报告。
16.根据权利要求10所述的放射断层摄影成像设备，包含：第一高度控制部件，其用于响应于操作人员对安置在与安装有所述成像台的成像室不同的操作室中的操作部的操作，远程地控制所述成像台从用于所述受检对象的装载/卸载中的第一高度到用于所述受检对象的成像中的第二高度。
17.根据权利要求16所述的放射断层摄影成像设备，包含：第二高度控制部件，其用于在所述扫描结束之后，自动地或响应于所述操作人员对所述操作部的操作，远程地控制所述成像台从所述第二高度到所述第一高度。
18.根据权利要求10所述的放射断层摄影成像设备，其中：所述扫描是轴向扫描或螺旋扫描。
19.根据权利要求10所述的放射断层摄影成像设备，其中：所述扫描是涉及以下的过程的扫描：使放射源和探测器的旋转停止，并且，将扫描位置沿所述受检对象的体轴的方向移动。
20.一种程序，用于使计算机作为在根据权利要求10所述的放射断层摄影成像设备中的部件起作用。
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