CN108324303A - 计算机断层系统的造影方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种计算机断层系统的造影方法，包括：控制计算机断层系统接受描述操作以设定描述数据；于分别对应不同的模板数据的多个造影参数集中选择符合的造影参数集，其中各造影参数集用于最大化符合各模板数据的3D造影数据的对比信噪比；及，依据所选择的造影参数集控制计算机断层系统执行3D造影操作以获得3D造影数据。本发明经由依据易于理解的描述操作来自动选择复杂的造影参数集，可有效降低计算机断层系统的操作难度。

Description

计算机断层系统的造影方法
技术领域
本发明与计算机断层系统有关，特别有关于计算机断层系统的造影方法。
背景技术
计算机断层(computed tomography，CT)系统目前已被广泛用于医学领域。通过计算机断层系统，分析人员(如医师或研究员)可获得受测物(如病患或实验鼠)的3D X光造影数据，而有助于下达正确的病理分析。
然而，于现有的造影方法中，操作者(如医事放射师)必须仰赖过往经验来依据本次的需求(如受测物的类型或体型，或造影部位)逐一设定计算机断层系统的造影参数(如光球管电压、滤镜参数或投影数)，计算机断层系统才可正确进行造影操作。
前述造影参数的设定相当复杂，操作者必须经过多年专业训练或多次尝试才可理解不同类型的受测物的最佳造影参数，这大幅增加了计算机断层系统的操作难度，而使得计算机断层系统无法被更广泛地运用。
发明内容
本发明提供一种计算机断层系统的造影方法，可依据受测物的描述数据自动选择最佳的造影参数集。
于一实施例中一种计算机断层系统的造影方法，包括以下步骤：a)于智能造影模式下控制计算机断层系统接受描述操作以设定描述数据；b)自分别对应多个模板数据的多个造影参数集中选择所对应的模板数据与描述数据相符的造影参数集，其中各造影参数集用于最大化符合各模板数据的3D造影数据的对比信噪比，各造影参数集包括X光球管电压值、滤镜参数值及投影数之至少其中之二；及，c)依据所选择的造影参数集控制该计算机断层系统的X光球管、滤器模块或影像检测器对受测物执行3D造影操作以获得符合描述数据的3D造影数据。
本发明经由依据易于理解的描述数据来自动选择复杂的造影参数集，可有效降低计算机断层系统的操作难度。
附图说明
图1A为本发明第一实施例的计算机断层系统的架构图。
图1B为本发明第一实施例的计算机断层系统的造影示意图。
图2为本发明第一实施例的造影方法的流程图。
图3为本发明第二实施例的造影方法的流程图。
图4为本发明一实施例的体型校正功能的流程图。
图5为本发明另一实施例的体型校正功能的部分流程图。
图6为本发明一实施例的体厚校正功能的流程图。
图7为本发明一实施例的部位校正功能的流程图。
图8为本发明的设定模板数据的流程图。
图9为本发明的计算区域差异的流程图。
图10为本发明的3D造影操作的示意图。
图11为本发明一实施例的操作接口的第一示意图。
图12为本发明一实施例的操作接口的第二示意图。
其中附图标记为：
1…计算机断层系统
100…控制模块
102…X光球管
104…滤器模块
106…影像检测器
108…人机界面
110…移动台架
1100第一移动台架
1102…第二移动台架
114…承载床
2…受测物
30…2D造影影像
32…切片影像
34…3D造影数据
40…部位选单
42…解剖示意图
420、422…造影范围
44…2D造影影像
46…体型选单
48…读取按钮
50…储存按钮
52…参数调整界面
520…管电压选单
522…滤镜选单
524…像素分级选单
526…投影数选单
S10-S16…第一造影步骤
S200-S218…第二造影步骤
S30-S34…体型校正步骤
S40-S44…体型量测步骤
S50-S56…体厚校正步骤
S60-S66…部位检测步骤
S700-S710…设定步骤
S80-S84…区域差异计算步骤
具体实施方式
下面结合图示和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明的申请专利范围的限制。
首请参阅图1A，为本发明第一实施例的计算机断层系统的架构图。如图所示，本实施例揭露了一种计算机断层系统1，包括控制模块100、X光球管102、滤器模块104、影像检测器106、人机接口108、移动台架110、记忆模块112及承载床114。
控制模块100电性连接X光球管102、滤器模块104、影像检测器106、人机接口108、移动台架110及记忆模块112，用以控制计算机断层系统1运作。
X光球管102用以将电能转换为X射线并对外发射。滤器模块104设置于前述X射线的光径上，并可经由调整X射线的能量来调整X射线的穿透性。影像检测器106设置于X射线的光径上，用以接收穿透受测物(如图1B所示的受测物2)后的X射线。影像检测器106包括用以感测X射线的通量的多个感测点，计算机断层系统1可通过计算各感测点所收到的X射线的通量来产生一张2D造影影像(为2D X光影像)。人机接口108(如按键、鼠标、触摸板等输入设备、指示灯、打印机、喇叭或显示器等输出装置或上述任意组合)用来接受用户操作并显示信息。承载床114用以承载待造影的受测物(如病患或实验鼠)。
移动台架110用以设置X光球管102、滤器模块104及影像检测器106。移动台架110可围绕承载床114移动，而使X光球管102、滤器模块104及影像检测器106可对承载床114的不同角度进行造影。记忆模块112用以储存数据(如后述的造影参数集)。
续请一并参阅图1B，为本发明第一实施例的计算机断层系统的造影示意图。如图所示，移动台架110更包括分别位于承载床114两侧的第一移动台架1100及第二移动台架1102。第一移动台架1100上架设有X光球管102及滤器模块104。第二移动台架1102上设有影像检测器106。并且，当第一移动台架1100围绕承载床114移动时，第二移动台架1102亦会相对地围绕承载床114移动。藉此，第一移动台架1100及第二移动台架1102始终保持在承载床114的两侧。
接着说明计算机断层系统1如何执行3D造影操作。首先，控制模块100控制第一移动台架1100及第二移动台架1102绕行承载床114。并且，控制模块100于每绕行特定角度(角度大小与所设定的投影数有关)时控制计算机断层系统1执行一次2D造影操作来获得受测物2的一张不同的角度的2D造影影像。
值得一提的是，前述2D造影操作是控制第一移动台架1100上的X光球管102及滤器模块104发射特定能量的X射线，而使X射线穿透受测物2并被第二移动台架1102上的影像检测器106所接收。
接着控制模块100控制第一移动台架1100及第二移动台架1102朝垂直绕行轨道的方向移动预设的距离，并再次执行前述2D造影操作，以此类推。藉此，计算机断层系统1可获得多个不同角度2D造影影像，而可据以产生一组3D造影数据。
续请参阅图2，为本发明第一实施例的造影方法的流程图。本发明各实施例的造影方法可由图1A至图1B所示的计算机断层系统1来加以实现。于本实施例中，本发明提供一种智能造影功能，用户仅需依据本次3D造影需求输入易于理解的描述操作，本发明即可自动依据描述操作产生可用于控制计算机断层系统1的复杂的造影参数集。
于图2的实施例中，计算机断层系统1的记忆模块112更储存有计算机软件，前述计算机软件记录有计算机可执行的程序代码。当控制模块100执行计算机软件后，可控制计算机断层系统1执行步骤S10-S16。
步骤S10：控制模块100进入智能造影模式。具体而言，控制模块100是于默认条件满足时(如经由人机接口108接受特定的使用者操作时或每次开机时)自动进入智能造影模式。
步骤S12：控制模块100经由人机接口108接受用户的描述操作，并依据所接受的描述操作设定对应的描述数据。
于一实施例中，前述描述操作是基于易于理解的自然语言来对本次3D造影需求进行描述，如选择受测物的类型或体型(如大型鼠、小型鼠、大型犬、小型犬或离体组织)，及/或选择欲进行造影的部位(如骨骼、肌肉、胸腔、腹部或金属物质)。并且，控制模块100可将前述描述操作转换为计算机可分析的描述数据。于一实施例中，描述数据可包括一或多个变量(如体型变量或部位变量)，控制模块100是依据描述操作来设定描述数据的各变量的值。
以描述数据包括体型变量(type)为例，计算机断层系统1可被设定为提供五个体型选项(如大型鼠、小型鼠、大型犬-、小型犬及离体组织)，并分别对应至五种变量值：0、1、2、3及4。当用户选择“大型鼠”时控制模块100自动将描述数据的体型变量的值设定为0(即设定type＝0)；当用户选择“小型鼠”时控制模块100自动将描述数据的体型变量的值设定为1(即设定type＝1)，以此类推。
步骤S14：控制模块100自多个造影参数集中选择符合当前的描述数据的造影参数集。
具体而言，记忆模块112预先储存有多个造影参数集，多个造影参数集是分别对应预先设定的多个模板数据。于一实施例中，各模板数据可包括与描述数据的变量相同的一或多个变量，并且，各模板数据的变量的值彼此不同。
于步骤S14中，控制模块100还可将步骤S12中所设定的描述数据逐一与各模板数据进行比对，以判断描述数据是否符合任一模板数据。于一实施例中，控制模块100可将描述数据的所有变量的值逐一与各模板数据的所有变量的值进行比对，并于任一模板数据的所有变量的值与描述数据的所有变量的值相符时判定描述数据符合此模板数据。
于步骤S14中，控制模块100还可于确认描述数据符合多个模板数据的其中之一时，选择符合的模板数据并自记忆模块112读取对应此模板数据的造影参数集。
于一实施例中，前述各造影参数集是用于最大化符合各模板数据的3D造影数据的对比信噪比。
具体而言，本发明是预先假设多种不同的3D造影需求(如大型鼠骨骼、大型鼠腹部、小型犬肌肉或小型犬胸腔等等)，并对所假设的各种3D造影需求分别进行实验分析以获得适用于此种3D造影需求的一组最佳的造影参数集，并将所获得的最佳的造影参数集对应至用以描述此种3D造影需求的模板数据。
以提供三种模板数据(分别为第一模板数据、第二模板数据及第三模板数据)为例(即假设三种3D造影需求)，第一模板数据为{大型鼠,骨骼}，第二模板数据为{小型鼠,肌肉}，第三模板数据为{小型鼠,腹部}。分析人员可分别使用多组不同的造影参数集控制计算机断层系统1对大型鼠的骨骼进行3D造影操作以获得多笔符合第一模板数据的3D造影数据，再从多笔3D造影数据选择其中之一(如对比度最佳的3D造影数据，各3D造影数据的对比度可经由后述的式(一)至式(三)来加以计算)，并将造影所选择的3D造影数据时所使用的造影参数集对应至第一模板数据，以此类推。藉此，本发明可有效使易于理解的模板数据与复杂的造影参数集建立关联。
值得一提的是，若当前的描述数据符合任一模板数据时，计算机断层系统1依据对应此模板数据的造影参数集执行3D造影操作可产生具有最大化的对比信噪比的3D造影数据(即可于3D造影数据中轻易区分不同的生理组织)。
于一实施例中，各造影参数集包括执行3D造影操作所需的多个不同类型的造影参数的组合，如X光球管电压值、滤镜参数值及/或投影数。
于一实施例中，控制模块100是先自记忆模块112读取各模板数据而暂不读取各造影参数集，并于决定最符合的模板数据后才会自记忆模块112读取对应符合的模板数据的造影参数集。藉此，本发明可有效减少读取数据量而可增进处理速度(即仅需读取一笔造影参数集)。
步骤S16：控制模块100依据所选择的造影参数集控制计算机断层系统1对受测物执行3D造影操作以获得符合描述数据的3D造影数据。
以造影参数集包括X光球管电压值、滤镜参数值及投影数三种参数为例，控制模块100依据X光球管电压值控制X光球管102调整X射线的能量，依据滤镜参数值控制滤器模块104调整X射线的能谱，并依据投影数控制移动台架110及影像检测器106调整2D造影影像的数量。
藉此，本发明可依据用户所选的描述数据来设定最适当的造影参数集，并达到最佳的造影效果(如适合当前描述的造影范围、造影分辨率、焦斑大小(focal spot size)、像素分级(pixel binning)或X射线穿透能力等等)。
本发明经由依据易于理解的描述数据来自动选择复杂的造影参数集，可有效降低计算机断层系统的操作难度。
续请一并参阅图3、图10、图11及图12，图3为本发明第二实施例的造影方法的流程图，图10为本发明的3D造影操作的示意图，图11为本发明一实施例的操作接口的第一示意图，图12为本发明一实施例的操作接口的第二示意图。
本发明更提供一种可视化选择功能，可供用户更为直觉地输入描述。具体而言，于本实施例中，人机接口108包括显示器，控制模块100控制显示器显示图形用户接口(GUI，如图11及图12所示操作接口)，并经由图形用户接口接受用户的描述操作。并且，于本实施例中，使用者所输入的描述数据包括输入体型及输入部位。各模板数据包括模板体型及模板部位。本实施例的造影方法包括以下步骤。
步骤S200：控制模块100进入智能造影模式，并于进入智能造影模式后控制显示器显示一或多个选单，各选单包括分别对应不同的描述数据的多个选项。藉此，使用者可藉由于各选单中选择不同选项来达成设定不同描述数据的目的。
举例来说，控制模块100可控制显示器显示一组部位选单40(图11及图12以复选框选单为例)，前述部位选单40包括多个部位选项(分别为“肌肉”、“骨骼”、“肺”、“腹部”及”金属物质”)。
并且，控制模块100还可控制显示器显示一组体型选单46(图11及图12以下拉式选单为例)，前述体型选单46包括多个体型选项(如“大型鼠”及“小型鼠”)。
步骤S202：控制模块100经由人机接口108及图形用户接口接受用户的描述操作。
举例来说，人机接口108包括输入设备(如键盘、鼠标或触摸板)。使用者可操作输入设备来于部位选单40中点选部位选项“骨骼”(如图11所示)或部位选项“肺”(如图12所示)。并且，使用者还可操作输入设备来于体型选单46中选择体型选项“大型鼠”(如图11所示)或体型选项“小型鼠”(如图12所示)。
步骤S204：控制模块100依据所选择的部位选项及所选择的体型选项设定描述数据的输入部位及输入体型。具体而言，控制模块100将用户所选择的部位选项设定为描述数据的输入部位，并将用户所选择的体型选项设定为描述数据的输入体型。藉此，本发明可依据使用者的描述操作设定对应的描述数据。
步骤S206：控制模块100自多个造影参数集中选择符合当前的描述数据的造影参数集。具体而言，控制模块100先识别一笔模板数据，所选择的模板数据的模板体型与输入体型相符且模板部位与输入部位相符。接着，控制模块100选择此模板数据所对应的造影参数集。
步骤S208：控制模块100控制显示器显示2D造影影像。并且，前述2D造影影像是对应用户所选择的部位选项(即输入部位)及/或体型选项(即输入体型)。
于一实施例中，前述2D造影影像为预存2D造影影像。具体而言，记忆模块112可预先储存多张预存2D造影影像，各预存2D造影图像映射一种模板数据，如对应一种模板体型(如“大型鼠”)，对应一种模板部位(如“骨骼”)，或对应一种模板部位及模板体型的组合(如{大型鼠,骨骼})。控制模块100可依据用户所输入的描述数据控制显示器显示对应相符的模板数据的预存2D造影影像44(图11的2D造影影像44是对应“{大型鼠,骨骼}”，图12的2D造影影像44是对应“{小型鼠,肺}”)。
于一实施例中，前述2D造影影像为预扫描的2D造影影像。具体而言，控制模块100可依据所选择的造影参数集控制计算机断层系统1执行2D造影操作以获得受测2D造影影像，并控制显示器显示受测2D造影影像。
于一实施例中，控制模块100还可控制显示器显示解剖示意图(Atlas ofAnatomy)以辅助使用者理解当前输入的3D造影需求(及所输入的描述数据)是否正确。举例来说，记忆模块112可预先储存分别对应不同体型选项及/或不同部位选项的多张解剖示意图。控制模块100可依据所选择的体型选项及/或部位选项控制显示器显示对应的解剖示意图(图11是显示“大型鼠”的解剖示意图，图12是显示“小型鼠”的解剖示意图)。
于一实施例中，控制模块100还可进一步依据所选择的部位选项控制显示器于解剖示意图42中标记所选择的部位选项所对应的造影范围(图11的造影范围420为全身，图12的造影范围422为肺)。
本发明经由以图形方式(即前述图形选单)来供使用者以选择方式输入描述数据，可有效降低操作难度，并增进用户体验。
本发明经由显示对应的解剖示意图、预存2D造影影像、预扫描的受测2D造影影像及/或造影范围，即便用户对于解剖位置或造影设定不熟悉，亦可明确得知所设定的描述数据是否可产生所期望的造影影像，而可轻易判断当前的描述数据是否正确。
虽于前述实施例中，本发明是以选单方式供使用者直接选择输入部位与输入体型，但不以此限定。
于另一实施例中，本发明是将各选项依据所对应的各输入部位的生理位置排列而成一组完整的解剖位置示意影像来供用户直接选择。
具体而言，于前述步骤S200中，本实施例不会显示部位选单40，而是显示上述解剖位置示意影像。并且，于步骤S202中，使用者可操作输入设备来直接于解剖位置示意影像上直接点选欲造影的输入部位(如直接选择骨骼或肺)。
本实施例的造影方法还包括用以实现造影参数微调功能的步骤S210至步骤S212。
步骤S210：控制模块100控制显示器显示参数调整接口52，并判断是否经由参数调整接口52接受用户的调整操作。
具体而言，参数调整接口52中包括多个造影参数选单(如管电压选单520、滤镜选单522、像素分级选单524及投影数选单526)，控制模块100控制显示器于各参数选单中显示当前选择的造影参数集的多个参数值。并且，使用者可经由输入设备来输入调整操作以调整当前显示的造影参数集的多个参数值的至少其中之一(如将管电压自40kV调整为50kV)。
若控制模块100检测到调整操作则执行步骤S212。否则，控制模块执行步骤S214。
于另一实施例中，本发明更提供造影参数集储存功能。具体而言，控制模块100可控制显示器显示读取按钮48及储存按钮50。当使用者于输入调整操作后，可进一步点击储存按钮50。藉此，控制模块100会将调整后的造影参数集储存于储存模块112。
并且，于下次执行3D造影操作前，用户可点击读取按钮48，控制模块100可控制显示器自记忆模块112读取调整后的造影参数集，而可省却再次输入描述操作及调整操作。
本实施例可提供使用者更为直觉的选择方式，而可有效提升用户体验。
于决定造影参数集后，控制模块100可执行步骤S214至步骤S218来执行3D造影操作。
步骤S214：控制模块100依据造影参数集控制X光球管102、滤器模块104、影像检测器106及移动台架110于不同角度对受测物2执行2D造影操作以获得的多个不同角度的2D造影影像。
于一实施例中，造影参数集包括X光球管电压值、滤镜参数值、投影数及/或X光球管102的有效焦斑大小(effective focal spot)。控制模块100依据X光球管电压值及默认功率值(可预存于记忆模块112中)计算对应的X光球管电流值，并依据上述条件检测影像检测器106光子通量(所有像数值之总和)并计算所需的曝光时间以发挥影像检测器106最佳效能。
于一实施例中，造影参数集包括X光球管电压值、滤镜参数值、投影数及X光球管102的有效焦斑大小的至少其中之二。
接着，控制模块100依据X光球管电压值、X光球管电流值及有效焦斑大小控制X光球管102发射X射线，依据滤镜参数值控制滤器模块104调整X射线能谱(即调整光子通量)，依据投影数控制移动台架110的单次移动角度，并依据曝光时间控制影像检测器106获得2D影像。藉此，控制模块100可获得不同角度2D造影影像(如图10所示的不同角度2D造影影像30)。
步骤S216：控制模块100对多个不同角度2D造影影像执行重建处理以获得多个不同的切片影像(如图10所示的多个重建后切片影像32)。
步骤S218：控制模块100对多个切片影像执行3D化处理以获得3D造影数据(如图10所示的3D造影数据34)。
值得一提的是，前述多个2D造影影像30是受测物2的不同角度的透视图，经过重建处理获得的切片影像32是受测物2的剖视图，经过3D化处理的3D造影数据34可以3D透视模型的方式来加以显示，而可供用户以不同角度观看。
本发明可有效依据造影参数集获得对应的3D造影数据，且可产生具有最大化的对比信噪比的3D造影数据。举例来说，如使用者选择大型鼠与骨骼，则产生的3D造影数据中，骨骼(受测区域)与骨骼周边的肌肉(对照区域)具有最大的区域差异(可经由后述的式(一)至式(三)来加以计算)。
续请一并参阅图2及图4，图4为本发明一实施例的体型校正功能的流程图。本发明可进一步提供输入体型检测与校正功能，可检测描述数据的输入体型是否错误，并于判断描述数据的输入体型错误时自动进行校正。具体而言，本实施例的造影方法于步骤S12之后，步骤S16之前可进一步包括以下步骤。
步骤S30：控制模块100量测受测物的实际体型。
于一实施例中，计算机断层系统1包括电性连接控制模块100的测距装置(如红外线测距仪、雷射测距仪或超音波测距仪)。控制模块100是经由前述测距装置量测受测物的实际体型。
于一实施例中，控制模块100是依据用户所设定的输入体型进行量测。举例来说，若输入体型为“大型鼠“，则控制模块100是经由测距装置对受测物全身进行量测并将量测结果作为实际体型。
于一实施例中，前述测距装置是设置于移动台架110或承载床114，而可精确量测承载床114上的受测物的实际体型(如受测物面积、长度或宽度)。
于一实施例中，控制模块100是取得受测物的实际影像(如可见光影像、热感影像或2D造影影像)，并经由对实际影像进行图像处理来计算受测物的实际体型(容后详述)。
步骤S32：控制模块100对所量测的实际体型与描述数据的输入体型进行比较以获得比较结果。
举例来说，若实际体型与输入体型相符，可判定比较结果为“体型正确”。若实际体型与输入体型不符，可判定比较结果为“体型错误”。
于另一例子中，若实际体型大于输入体型，可判定比较结果为“体型过大”。若实际体型小于输入体型，可判定比较结果为“体型过小”
步骤S34：控制模块100依据实际体型与输入体型的比较结果校正描述数据的输入体型。
于一实施例中，若实际体型与输入体型的比较结果为“体型正确”，则控制模块100可不校正输入体型。若实际体型与输入体型的比较结果为“体型错误”，则控制模块100可经由人机接口108发出警示。
于一实施例中，控制模块100可于实际体型与输入体型的比较结果为“体型错误”时自动更正描述数据的输入体型。
举例来说，若实际体型与输入体型的比较结果为“体型过大”时，控制模块100可直接将输入体型增加一级距(如自“小型鼠”修改为“大型鼠”)。若实际体型与输入体型的比较结果为“体型过小”时，控制模块100可直接将描述数据的输入体型降低一级距(如自“大型鼠”修改为“小型鼠”)。
本发明经由自动检测使用者所输入的输入体型是否错误，可有效避免产生错误的3D造影数据。
续请同时参阅图2、图4及图5，图5为本发明另一实施例的体型校正功能的部分流程图。于本实施例中，控制模块100是依据受测物的实际影像来计算受测物的实际体型。相较于图4所示的实施例，本实施例的步骤S30更包括以下步骤。
步骤S40：控制模块100控制影像捕获设备拍摄受测物以获得实际影像(如可见光影像、热感影像或2D造影影像)。
于一实施例中，当实际影像是可见光影像或热感影像时，计算机断层系统1可包括电性连接控制模块100的影像捕获设备(如可见光摄影机或热感影像摄影机)，前述影像捕获设备是对应承载床114而设置或设置于承载床114上。控制模块100可控制前述影像捕获设备拍摄受测物以取得实际影像(即可见光影像或热感影像)。
于一实施例中，控制模块100可依据预设的造影参数集或所选择的造影参数集来进行预扫描(即2D造影操作)以取得实际影像(即2D造影影像)。
步骤S42：控制模块100对实际影像执行对象影像识别处理来于实际影像中识别受测物的范围。
步骤S44：控制模块100依据所识别的受测物的范围计算受测物的实际体型。
本发明可经由图像处理技术来有效计算受测物的实际体型，而可有效校正输入体型。
值得一提的是，虽于上述图4及图5所示的实施例中，是对输入体型进行校正，但不以此限定。于另一实施例中，图4及图5所示的实施例亦可被修改为对输入体厚进行校正。
续请一并参阅图2及图6，图6为本发明一实施例的体厚检测功能的流程图。本发明进一步提供体厚检测与校正功能，可检测受测物的实际体厚是否与输入体厚不符，并于判断实际体厚与输入体厚不符时自动进行校正。具体而言，本实施例的描述数据更包括输入体厚，各模板数据包括模板体厚。
于本实施例中，各输入体型可依据体厚来判断，或是再细分为不同体厚范围，控制模块100可依据用户输入的输入体厚来选择符合的造影参数集。
举例来说，“大型鼠”可有三种体厚选择，如“大体厚”为大于7厘米，”正常体厚”为5-7厘米，”小体厚”为小于5厘米。于另一例子中，“小型鼠”亦可有三种体厚选择，如“大体厚”为大于5厘米，”正常体厚”为3-5厘米，”小体厚”为小于3厘米。
本实施例的造影方法于步骤S12及步骤S16间更包括用以实现输入体厚检测与校正功能的以下步骤。
步骤S50：于进行3D造影操作前，控制模块100依据预设的造影参数集或所选择的造影参数集控制X光球管102、滤器模块104及影像检测器106对承载床114上的受测物执行2D造影操作以获得受测2D造影影像(2D X光影像)。接着，控制模块100计算受测2D造影影像的影像强度。
值得一提的是，当控制模块100是被设定为依据所选择的造影参数集执行2D造影操作时，本实施例的造影方法的步骤S50-S56是被设定为于步骤S14之后执行。
于一实施例中，控制模块100是控制计算机断层系统1对受测物的正面或侧面执行2D造影操作以获得受测物的正面或侧面的受测2D造影影像。
于一实施例中，控制模块100计算受测2D造影影像的平均影像强度(如所有像素值的平均值)、加权影像强度(如所有像素值的加权平均值)或区域影像强度(如影像中央区域或其他指定区域的像素值的平均值)
步骤S52：控制模块100取得对应描述数据的模板2D造影影像(2D X光影像)的影像强度。
于一实施例中，记忆模块112预先储存有多张模板2D造影影像，多张模板2D造影影像分别对应不同的模板体厚(如各模板2D造影影像是经由预先拍摄不同体厚的受测物所产生)。
具体而言，控制模块100先自记忆模块112读取一张模板2D造影影像，所读取的模板2D造影影像所对应的模板体厚是符合输入体厚。接着，控制模块100计算所读取的模板2D造影影像的影像强度(如像素值)，如计算所读取的模板2D造影影像的平均影像强度(如所有像素值的平均值)、加权影像强度(如所有像素值的加权平均值)、区域影像强度(如影像中央区域或其他指定区域的像素值的平均值)。
于另一实施例中，记忆模块112是直接储存前述各模板2D造影影像的影像强度，而可省略前述影像强度计算并增进处理速度。
步骤S54：控制模块100比较受测2D造影影像的影像强度及模板2D造影影像的影像强度以获得比较结果。
于一实施例中，若受测2D造影影像的影像强度与模板2D造影影像的影像强度相符(如两者的影像强度差异不大于默认值)，控制模块100可判定比较结果为“体厚正确”。若受测2D造影影像的影像强度与模板2D造影影像的影像强度不相符(如两者的影像强度差异大于默认值)，控制模块100可判定比较结果为“体厚错误”。
于一实施例中，若受测2D造影影像的影像强度小于模板2D造影影像的影像强度(即受测物的实际体厚大于模板2D造影影像所对应的模板体厚)，控制模块100可判定比较结果为受测物“过厚”。若受测2D造影影像的影像强度大于模板2D造影影像的影像强度(即受测物的实际体厚小于模板2D造影影像所对应的模板体厚)，控制模块100可判定比较结果为“过薄”。
步骤S56：控制模块100依据比较结果校正描述数据的输入体厚。
于一实施例中，若比较结果为“体厚正确”，则控制模块100可不校正描述数据的输入体厚。若比较结果为“体厚错误”则控制模块100校正描述数据的输入体厚。
于一实施例中，若比较结果为“体厚错误”时，控制模块100可继续取得其他模板2D造影影像的影像强度，并逐一与受测2D造影影像的影像强度进行比较。接着，控制模块100将影像强度相符的模板2D造影影像所对应的模板体厚作为描述数据的新的输入体厚以完成校正。
于一实施例中，若比较结果为受测物“过厚”时，控制模块100可直接将描述数据的输入体厚增加一级距(如自“正常体厚”修改为“大体厚”)。若比较结果为受测物“过薄”时，控制模块100可直接将描述数据的输入体厚降低一级距(如自”正常体厚”修改为“小体厚”)。
于一实施例中，若控制模块100判定比较结果为“体厚错误”，控制模块100亦可不校正描述数据的输入体型，而直接经由人机接口108发出警示以指示使用者输入正确的输入体厚。
本发明经由自动体厚测定，可有效避免因体厚误差而导致所产生的3D造影数据的质量不佳。
续请一并参阅图2及图7，图7为本发明一实施例的部位校正功能的流程图。本发明可进一步提供输入部位检测功能，可检测描述数据的输入部位是否错误。具体而言，本实施例的造影方法于步骤S12之后，步骤S16之前可进一步包括以下步骤。
步骤S60：控制模块100依据预设的造影参数集或所选择的造影参数集控制计算机断层系统1对受测物执行预扫描(即2D造影操作)以获得受测2D造影影像。
值得一提的是，当控制模块100是被设定为依据所选择的造影参数集执行2D造影操作时，本实施例的造影方法的步骤S60-S66是被设定为于步骤S14之后执行。
步骤S62：控制模块100取得对应描述数据的模板2D造影影像。具体而言，记忆模块112预先储存有多张模板2D造影影像，多张模板2D造影影像分别对应多个不同的模板部位。所读取的模板2D造影影像所对应的模板部位是符合输入部位
步骤S64：控制模块100对受测2D造影影像与模板2D造影影像进行比对以识别受测2D造影影像是否符合模板2D造影影像并取得识别结果。若两者相符相符，则控制模块100判定描述数据正确，将识别结果设定为“相符”并结束部位检测。若两者不符，则控制模块100判定输入部位或受测物位置错误，将识别结果设定为“无法识别”，并执行步骤S66。
步骤S66：控制模块100经由人机接口108发出警示讯息以指示用户再次确认所输入的描述数据是否正确。本发明经由自动检测输入部位是否正确，可有效避免产生错误的3D造影数据的质量不佳。
值得一提的是，于图6所示的实施例或图7所示的实施例中，控制模块100于进入智能造影模式前可先执行以下操作来产生多个模板2D造影影像。
控制模块100控制计算机断层系统1依据各造影需求(如各种体厚的受测物或同一受测物的各部位)进行多次的2D造影操作以获得多张2D造影影像(即样本2D造影影像)。
举例来说，控制模块100可依据不同的造影参数集对大型鼠执行多次2D造影操作来获得多张大型鼠的样本2D造影影像，依据不同的造影参数集对小型犬执行多次2D造影操作来获得多张小型犬的样本2D造影影像，或依据不同的造影参数集对不同体厚的小型犬分别执行2D造影操作来获得多张不同体厚的小型犬的样本2D造影影像。
接着，控制模块100对所获得的多张样本2D造影影像执行图像处理以获得一张模板2D造影影像。
于一实施例中，控制模块100是对多张样本2D造影影像执行影像对位处理来对齐多张样本2D造影影像，执行影像平滑化处理来过滤高频部分(即影像细节)而使多张样本2D造影影像更为相似，再执行影像合成处理来获得合成后的一张模板2D造影影像。
于一实施例中，前述影像合成处理是影像平均处理，控制模块100是对多张样本2D造影影像的相同位置的像素值执行平均计算，并将计算获得的像素值作为模板2D造影影像的相同位置的像素值。
藉此，本发明可有效产生对应不同造影需求的模板2D造影影像。
续请同时参阅图2及图8，图8为本发明的设定模板数据的流程图。本发明更提供一种模板数据设定功能，可供用户便捷地设定新的模板数据。本实施例的造影方法更包括用以实现模板数据设定功能的以下步骤。
步骤S700：控制模块100进入设定模式。具体而言，控制模块100是于默认条件满足时(如经由人机接口108接受用户的进入设定模式操作时)进入设定模式。
于设定模式下，用户可操作人机接口108来新增一笔模板数据(如输入新的模板体型、新的模板部位及/或新的模板体厚)。
接着，使用者可将对应所新增的模板数据的受测物(即模板物)放置于承载床114。
举例来说，若模板数据为{大型犬，骨骼}，则使用者可将大型犬或对应假体(假体可具有空腔的压克力假体，并于空腔中填入与骨骼密度相似的材料)放置于承载床114。
步骤S702：控制模块100依据不同的造影参数集控制计算机断层系统1对模板物执行多次3D造影操作以获得多个候选3D造影数据。
于一实施例中，各造影参数集可包括不同的X光球管电压值、不同的滤镜参数值及/或不同的投影数。
步骤S704：控制模块100执行分区处理(可依据使用者操作)来于各候选3D造影数据上设定受测区域(如骨骼所在区域)及对照区域(如骨骼以外相邻区域)。
步骤S706：控制模块100计算各候选3D造影数据的受测区域及对照区域的区域差异。
步骤S708：控制模块100选择特定的候选3D造影数据，并将造影此候选3D造影数据时所使用的造影参数集对应至此模板数据。
于一实施例中，控制模块100是选择区域差异最高(即受测区域及对照区域的差异最明显)的候选3D造影数据，并将造影此候选3D造影数据时所使用的造影参数集对应至步骤S700所新增的模板数据。。
步骤S710：控制模块100判断是否还有其他模板数据需进行设定。
若控制模块100判断设定未完成，如需设定其他模板数据，则再次执行步骤S702-S708以将另一模板数据(如{大型鼠，肾})对应至另一造影参数集。否则，控制模块100判断设定完成并离开设定模式。
续请同时参阅图2、图8及图9，图10为本发明的计算区域差异的流程图。相较于图9所示的实施例，本实施例的步骤S706包括以下步骤。
步骤S80：控制模块100计算各候选3D造影数据的受测区域的受测影像平均值(如受测区域的所有像素值的平均值)及受测影像标准偏差(如受测区域的所有像素值的标准偏差)，并计算受测影像平均值及受测影像标准偏差的受测比值。
于一实施例中，控制模块100是依据下述式(一)计算受测比值。
其中，RA為受测比值，μA为受测影像平均值，σA为受测影像标准偏差。
步骤S82：控制模块100计算各候选3D造影数据的对照区域的对照影像平均值(如对照区域的所有像素值的平均值)及对照影像标准偏差(如对照区域的所有像素值的标准偏差)，并计算对照影像平均值及对照影像标准偏差的对照比值。
于一实施例中，控制模块100是依据下述式(二)计算对照比值。
其中，RB為对照比值，μB为对照影像平均值，σB为对照影像标准偏差。
步骤S84：控制模块100计算受测比值及对照比值之间的差值以获得区域对比度并作为该区域差异。
于一实施例中，控制模块100是依据下述式(三)计算区域对比度。
C＝|RA-RB|…………………………………式(三)
其中，C為区域对比度，RA为受测比值，RB为对照比值。
本发明可经由依据区域对比度决定影像的不同区域的差异程度，可有效量化差异，而可有效决定区域差异最大(具有最佳对比信噪比)的候选3D造影数据。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本发明所属技术领域中具有通常知识者当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明的范围。

Claims (13)

1.一种计算机断层系统的造影方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)于一智能造影模式下控制一计算机断层系统接受一描述操作以设定一描述数据；
b)自分别对应多个模板数据的多个造影参数集中选择所对应的该模板数据与该描述数据相符的该造影参数集，其中各该造影参数集用于最大化符合各该模板数据的3D造影数据的对比信噪比，各该造影参数集包括一X光球管电压值、一滤镜参数值及一投影数之至少其中之二；及
c)依据所选择的该造影参数集控制该计算机断层系统的一X光球管、一滤器模块或一影像检测器对一受测物执行一3D造影操作以获得符合该描述数据的3D造影数据。
2.如权利要求1所述的计算机断层系统的造影方法，其特征在于，各该模板数据包括一模板部位及一模板体型，该步骤a)包括以下步骤：
a1)于该智能造影模式下显示多个部位选项，并显示多个体型选项；
a2)接受该描述操作以选择该些部位选项的其中之一，并选择该些体型选项的其中之一；及
a3)依据所选择的该部位选项设定该描述数据的一输入部位，并依据所选择的该体型选项设定该描述数据的一输入体型；
该步骤b)是识别该模板部位与该输入部位相符且该模板体型与该输入体型相符的该模板数据，并选择该模板数据所对应的该造影参数集。
3.如权利要求2所述的计算机断层系统的造影方法，其特征在于，该步骤a)更包括一步骤a4)依据该描述数据自多张预存2D造影影像中选择其中之一，并显示所选择的该预存2D造影影像。
4.如权利要求1所述的计算机断层系统的造影方法，其特征在于，于该步骤b)之后，该步骤c)之前更包括以下步骤：
d1)依据所选择的该造影参数集执行一2D造影操作以获得一受测2D造影影像，并显示该受测2D造影影像；及
d2)接受一调整操作，并依据该调整操作调整该造影参数集；
其中该步骤c)是依据调整后的该造影参数集控制该计算机断层系统执行该3D造影操作。
5.如权利要求1所述的计算机断层系统的造影方法，其特征在于，该步骤c)包括以下步骤：
c1)依据所选择的该造影参数集的该X光球管电压值、该滤镜参数值、该投影数、一X光球管电流值、一曝光时间及一有效焦斑大小控制该X光球管、该滤器模块、该影像检测器及一移动台架以不同角度对该受测物执行一2D造影操作以获得多个不同角度的2D造影影像；
c2)对该些2D造影影像执行一重建处理以获得多个切片影像；及
c3)对该些切片影像执行一3D化处理以获得该3D造影数据。
6.如权利要求1所述的计算机断层系统的造影方法，其中于该步骤a)之后，该步骤c)之前更包括以下步骤：
e1)量测该受测物的一实际体型；及
e2)于比较该实际体型与该描述数据的一输入体型不符时发出警示或校正该描述数据的该输入体型。
7.如权利要求6所述的计算机断层系统的造影方法，其特征在于，该步骤e1)包括以下步骤：
e11)拍摄该受测物以获得一实际影像；
e12)于该实际影像中识别该受测物的范围；及
e13)依据该受测物的范围计算该实际体型。
8.如权利要求6所述的计算机断层系统的造影方法，其特征在于，该步骤e1)是经由一红外线测距仪、一雷射测距仪或一超音波测距仪量测该受测物的该实际体型。
9.如权利要求1所述的计算机断层系统的造影方法，其特征在于，于该步骤a)之后，该步骤c)之前更包括步骤：
f1)对该受测物执行一2D造影操作以获得一受测2D造影影像并计算该受测2D造影影像的影像强度；
f2)依据该描述数据的一输入体厚自多个模板2D造影影像中选择其中之一，并取得所选择的该模板2D造影影像的影像强度；及
f3)于该受测2D造影影像的影像强度与该模板2D造影影像的影像强度不符时校正该描述数据的该输入体厚。
10.如权利要求1所述的计算机断层系统的造影方法，其特征在于，于该步骤a)之后，该步骤c)之前更包括以下步骤：
g1)对该受测物执行一2D造影操作以获得一受测2D造影影像；
g2)依据该描述数据的一输入部位自多个模板2D造影影像中选择其中之一；及
g3)于判断该受测2D造影影像与所选择的该模板2D造影影像不符时发出警示。
11.如权利要求1所述的计算机断层系统的造影方法，其特征在于，更包括
h1)于一设定模式下新增一笔该模板数据；
h2)依据该些造影参数集对该受测物执行多次3D造影操作以获得多个候选3D造影数据，其中该受测物符合所新增的该模板数据；
h3)于各该候选3D造影数据上设定一受测区域及一对照区域；
h4)计算各该候选3D造影数据的该受测区域及该对照区域的一区域差异；及
h5)将该区域差异最高的该候选3D造影数据所对应的该造影参数集对应至该模板数据。
12.如权利要求11所述的计算机断层系统的造影方法，其特征在于，该步骤h2)是依据不同的该X光球管电压值、该滤镜参数值及该投影数的至少其中之二执行多次该3D造影操作。
13.如权利要求12所述的计算机断层系统的造影方法，其特征在于，该步骤h4)包括：
h41)计算各该候选3D造影数据的该受测区域的一受测影像平均值及一受测影像标准偏差，并计算该受测影像平均值及该受测影像标准偏差的一受测比值；
h42)计算各该候选3D造影数据的该对照区域的一对照影像平均值及一对照影像标准偏差，并计算该对照影像平均值及该对照影像标准偏差的一对照比值；及
h43)计算该受测比值及该对照比值之间的差值并作为该区域差异。
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