CN1785123A - 射线照相系统 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于，当诸如穿刺针的治疗器械插入患者体内时，能够容易地检查位于检查对象附近的组织，并且能有效地诊断检查对象。图像构造单元中包括的第一平面图像构造块根据投影数据实时重建表示患者切片平面的二维平面图像。图像构造单元中包括的立体图像构造块根据投影数据构造表示患者切片平面的三维立体图像。由第一平面图像构造块构造的平面图像实时显示在显示单元的屏幕上，并且由立体图像构造块构造的立体图像显示在显示单元的屏幕上，而且与由第一平面图像构造块构造的第一平面图像并置。

Description

射线照相系统

技术领域

本发明涉及一种射线照相系统，或者更具体地说，涉及一种用放辐射扫描患者以获得投影数据，并使用所获得的投影数据重建患者图像的射线照相系统。

背景技术

包括X射线计算机断层摄影(CT)系统的射线照相系统根据投影数据重建患者的断层图像，该投影数据通过用辐射扫描躺在射线照相空间中的患者获得。

X射线CT系统适用于各种用途，包括医疗使用和工业使用，并且用于，例如使用诸如穿刺针的治疗器械操作的放射检查。在放射检查中，X射线CT系统实时获得患者的断层图像并显示图像。操作者一边观看在X射线CT系统中实时显示的断层图像，一边将穿刺针插入患者的目标区域，并且检查穿刺针的位置(参考，例如专利文献1，专利文献2和专利文献3)。

[专利文献1]日本未审查专利申请公开号2001-299742

[专利文献2]日本未审查专利申请公开号2001-299741

[专利文献3]日本未审查专利申请公开号2001-276056

更具体地说，在前述放射检查中，首先，在使用穿刺针进行治疗所需的主扫描前，在包括患者检查目标的区域上进行初步的扫描。重建二维表示多个患者轴平面的平面图像。换句话说，以二维重建多个不同切片平面，这些切片平面沿着患者体轴的方向纵向排列。操作者使用由初步扫描重建的平面图像确定检查目标的位置。然后，X射线CT系统进行主扫描，并实时显示平面的断层图像，该断层包含一个覆盖检查目标的区域。在此，X射线CT系统显示多个不同轴平面的图像，即沿患者的体轴纵向排列的切片平面。在主扫描时，操作者参考由初步扫描重建的轴平面的平面图像以及实时显示的多个不同轴平面的平面图像。根据由初步扫描得到的平面图像，将穿刺针从预定位置插入。操作者观察实时显示的断层图像和显示穿刺针针尖的图像。在操作者确定穿刺针已经到达检查目标后，操作者使用穿刺针治疗患者以实现放射检查诊断。

由上所述，在放射检查中，操作者参考由初步扫描得到的，并且插入穿刺针的轴平面的平面图像。由于当插入穿刺针时需要参考平面图像，因此通常难以检查邻近检查目标的组织。因此，在传统的X射线CT系统中，通常难以有效诊断检查的目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提高诊断效率的射线照相系统。

为了实现上述目的，一种依据本发明的射线照相系统包括：用辐射扫描患者的扫描域以获得患者的投影数据的扫描器；实时重建患者切片平面的第一二维图像的图像构造单元；在其屏幕上实时显示由图像构造单元构造的第一图像的显示单元。图像构造单元根据投影数据构造患者切片平面的第二三维图像。第一图像和第二图像显示在显示单元的屏幕上，而且彼此并置。

根据本发明，提供了一种有助于提高诊断效率的射线照相系统。

通过参考附图阅读下面的本发明的优选实施例的说明，将更清楚地了解本发明的其它目的和优点。

附图说明

图1是依据本发明的实施例的X射线CT系统的总体构造的框图。

图2显示了依据本发明的实施例的X射线CT系统的主要部分的构造。

图3显示了依据本发明的实施例，X射线CT系统的扫描器台架中包括的X射线管、准直器和X射线探测器之间的位置关系。

图4是依据本发明的实施例的X射线CT系统中包括的中央处理设备的组件的功能框图。

图5是根据本发明的实施例的X射线CT系统中包括的图像构造单元的组件的功能框图。

图6是根据本发明的实施例，使用穿刺针结合X射线CT系统进行放射检查的操作的流程图。

图7包括显示使用穿刺针结合本发明的实施例进行治疗的场景的示意图，图7(A)以患者矢形面的图解显示了穿刺针插入患者体内，图7(B)显示了当使用穿刺针治疗时显示单元上显示的屏幕图像。

图8显示了在本发明的实施例中将第二立体图像和第三立体图像选为要处理的立体图像的情况下显示单元上显示的屏幕图像。

图9显示了在本发明的实施例中将第一立体图像和第四立体图像选为要处理的立体图像的情况下显示单元上显示的屏幕图像。

图10显示了在本发明的实施例中将第五立体图像、第六立体图像和第七立体图像选为要处理的立体图像的情况下显示单元上显示的屏幕图像。

具体实施方式

下面将描述本发明的实施例。

图1是依据本发明的射线照相系统的一个实施例的X射线CT系统1的总体构造的框图。

图2显示了依据实施例的X射线CT系统1的主要部分的构造。

如图1所示，X射线CT系统1包括扫描器台架2、操作者控制台3和患者传送单元4。

扫描器台架2根据从操作者控制台3发送的控制信号CTL30a用X射线扫描患者，并且获得作为原始数据的患者投影数据，该患者通过患者传送单元4在射线照相空间29内移动。如图1所示，扫描器台架2包括X射线管20、X射线管移动器21、准直器22、X射线探测器23、数据获得单元24、X射线控制器25、准直器控制器26、旋转机架27和台架控制器28。

图3显示了在扫描器台架2中所包括的X射线管20、准直器22和X射线探测器23之间的位置关系。

如图3所示，在扫描器台架2中，X射线管20和X射线探测器23之间设有射线照相空间29，患者被运送到该空间内。为了重组从X射线管20发射的X射线设置准直器22。在扫描器台架2中，X射线管20、准直器22和X射线探测器23围绕患者旋转，将患者体轴的方向z作为旋转轴。因此，X射线管20以多个观测方向(directions of views)围绕患者发射X射线，并且X射线探测器23探测从X射线管20发射并由患者透射的X射线。随后产生投影数据。根据本实施例，扫描台架2通过用X射线扫描患者的扫描域执行用于获得作为投影数据的第一投影数据的主扫描。此外，为了准备主扫描，在主扫描之前，扫描器台架2通过用X射线扫描患者的扫描域进行初步扫描，该初步扫描用于获得作为投影数据的第二投影数据。

下面将描述扫描台架2的组件。

X射线管20可以是例如旋转阳极类型，并照射X射线到患者。如图2所示，X射线管20根据从X射线控制器25发送的控制信号CTL251将预定强度的X射线经由准直器22发射到患者的扫描域。从X射线管20发射的X射线例如通过准直器22被重组成圆锥射束，并且然后朝向X射线探测器23照射。X射线管20通过旋转机架27围绕患者转动，将患者体轴方向z作为旋转方向，使得X射线以围绕患者的观测方向照射到患者。换句话说，X射线管20围绕患者转动，将沿着一个方向的轴作为旋转中心，患者传送单元4以该方向在射线照相空间29内移动患者。

X射线管移动器21根据从X射线控制器25发送的控制信号CTL252移位X射线管20的辐射中心，使得辐射中心在扫描器台架2的射线照相空间29内对准患者体轴的方向z。

如图2所示，准直器22插入在X射线管20和X射线探测器23之间。准直器22包括，例如以通道方向i设置的两个板和以阵列方向j设置的两个板。准直器22根据从准直器控制器26发送的控制信号CTL261彼此独立地移动以各方向设置的两对板。从而，准直器22以两个方向拦截从X射线管20发射的X射线，以将X射线重组成圆锥射束，从而调整X射线照射范围。

X射线探测器23探测从X射线管20放射并由患者透射的X射线，并且产生患者的投影数据。X射线探测器23依靠旋转机架27与X射线管20一起围绕患者旋转。然后X射线探测器23探测X射线以产生投影数据，该X射线以不同方向围绕患者放射并由患者透射。

此外，如图2所示，X射线探测器23包括多个探测器元件23a。X射线探测器23具有在通道方向i和阵列方向j的阵列中二维设置的探测器元件23a，该通道方向i对应一个旋转方向，在该方向中X射线管20依靠旋转机架27转动，将患者体轴的方向z作为旋转中心，该阵列方向j对应起旋转中心作用的旋转轴的方向，X射线管20通过旋转机架27围绕该旋转中心转动。由于多个探测器元件23a二维设置在阵列中，所以X射线探测器23具有以圆柱凹面形式弯曲的表面。

组成X射线探测器23的探测器元件23a的每个均包括将所检测的X射线转换成光的闪烁器(未示出)和将由闪烁器产生的光转换成电荷的光电二极管(未示出)。X射线探测器23被设计成固态探测器。另外，探测器元件23a的构造不限于上面所述的。可替换的是使用碲化镉(CdTe)等的半导体探测器元件或使用氙气的离子室型(ionchamber-type)探测器元件23a。

数据获得单元24被包括在内用于获得由X射线探测器23产生的投影数据。数据获得单元24获得由X射线探测器23的各探测器元件23a产生的投影数据项，并将这些投影数据项传送到操作者控制台3。如图2所示，数据获得单元24包括选择/加法转换电路(MUX，ADD)241和模数转换器(ADC)242。选择/加法转换电路241根据从中央处理设备30发送的控制信号CTL303选择任何一个从X射线探测器23中包括的探测器元件23a发送的投影数据项，或者通过改变投影数据项的集合对投影数据项求和，然后将求和的结果发送到模数转换器242。模数转换器242将投影数据从模拟形式转换为数字形式，该投影数据由选择/加法转换电路241选择或由对任何一个投影数据项集合求和得到，然后将得到的数字信号发送到中央处理设备30。

如图2所示，X射线控制器25响应从中央处理设备30发送的控制信号CTL301将控制信号CTL251发送到X射线管20，从而控制X射线照射。X射线控制器25控制，例如X射线管20的管电流或照射时间。此外，X射线控制器25响应从中央处理设备30发送的控制信号CTL301将控制信号CTL252发送到X射线管移动器221，从而控制X射线管移动器使得X射线管20的放射中心对准体轴方向z。

如图2所示，准直器控制器26响应从中央处理设备30发送的控制信号CTL302将控制信号CTL261发送到准直器22，从而控制准直器22使得准直器22重组从X射线管20放射的X射线。

如图1所示，旋转机架27为圆柱形并具有形成于内部的射线照相空间29。旋转机架27根据从台架控制器28发送的控制信号CTL28围绕患者旋转，将射线照相空间29中的患者体轴的方向z作为旋转中心。旋转机架27容纳有X射线管20、X射线管移动器21、准直器22、X射线探测器23、数据获得单元24、X射线控制器25和准直器控制器26。送进射线照相空间29中的患者和这些组件之间的位置关系相对于旋转方向而变化。由于旋转机架27的旋转，X射线管21可以以多个围绕患者的观测方向中的每一个照射X射线到患者。X射线探测器23可以相对每个观测方向探测由患者透射的X射线。此外，旋转机架27根据从台架控制器28发送的控制信号CTL28倾斜。旋转机架27以体轴方向z倾斜，将射线照相空间29中的等角点作为支点。

如图1和图2所示，台架控制器28响应从操作者控制台3中包括的中央处理设备30发送的控制信号CTL304将控制信号CTL28发送到旋转机架27，从而命令旋转机架27旋转或倾斜。

下面将描述操作者控制台3。

如图1所示，操作者控制台3包括中央处理设备30、输入单元31、显示单元32和存储设备33。

中央处理设备30包括计算机和安装在计算机内的软件，并且响应于操作者在输入单元31输入的命令进行各种处理。

图4是显示中央处理设备30的构造的功能框图。

如图4所示，中央处理设备30包括控制单元41、穿刺针传感器51、图像构造单元61和图像选择单元71。

控制单元41被包括在内用于控制X射线CT系统1的组件。例如，控制单元41接收操作者在输入单元31输入的扫描条件，并根据该扫描条件将控制信号CTL30a发送到组件以执行扫描。

更具体地说，控制单元41发送控制信号CTL30b到患者传送单元4，从而命令患者传送单元4将患者送入射线照相空间29。然后，控制单元41发送控制信号CTL304到台架控制器28，从而使扫描器台架2的旋转机架27旋转。然后，控制单元41发送控制信号CTL301到X射线控制器25使得X射线管20放射X射线。然后控制单元41发送控制信号302到准直器控制器26，从而控制准直器22使准直器22重组X射线。此外，控制单元42发送控制信号CTL303到数据获得单元24，从而控制数据获得单元24使数据获得单元24获得由X射线探测器23的探测器元件23a产生的投影数据项。

当在主扫描期间操作者使用穿刺针治疗患者的扫描域时，穿刺针传感器51检测治疗患者的穿刺针在患者中的位置，以产生穿刺针数据。穿刺针传感器51获得从穿刺针针尖发送的无线电，并产生穿刺针针尖在患者体内所处的位置和深度的数据项和穿刺针方向的数据作为穿刺针数据。然后，穿刺针传感器51将所产生的穿刺针数据发送到图像构造单元61。

根据由扫描器台架2中包括的数据获得单元24获得的投影数据，图像构造单元61通过进行算术运算重建患者的断层图像。更具体地说，图像构造单元61对投影数据进行预处理，例如灵敏度校正或射束硬化。随后，图像构造单元61根据滤波背投影技术重建图像，从而构造患者的断层图像。

图5是图像构造单元61的构造的功能框图。

如图5所示，图像构造单元61包括平面图像构造块100、立体图像构造块200和穿刺针图像构造块301。根据投影数据，在主扫描时图像构造单元61实时重建二维地表示患者切片断层的第一平面图像F1。在此，图像构造单元61通过获得投影数据实时构造第一平面图像F1，该第一平面图像F1根据该投影数据构造。除了实时构造的第一平面图像F1，图像构造单元61可以构造多种图像，使得这些图像表示由第一平面图像F1表示的患者切片平面的一部分。图像选择单元71根据在输入单元31输入的操作数据选择一种图像去构造。如下所述，根据本实施例，图像构造单元61实时构造第一平面图像F1，并根据由图像选择单元71作出的选择构造第二平面图像F1、第一立体图像S1、第二立体图像S2、第三立体图像S3、第四立体图像S4、第五立体图像S5、第六立体图像S6和第七立体图像S7中的至少一个。图像构造单元61将图像数据发送到显示单元32和存储设备33。

下面将继续描述图像构造单元61的组件。

根据投影数据，平面图像构造块100重建表示患者切片平面的二维平面图像F。

如图5所示，平面图像构造块100包括第一平面图像构造块101和第二平面图像构造块102。

在平面图像构造块100中包括的第一平面图像构造块101在投影数据的基础上重建二维第一平面图像F1。根据本实施例，在执行主扫描时第一平面图像构造块101在第一投影数据的基础上实时构造表示患者切片平面的第一平面图像F1，该第一投影数据由主扫描产生。例如，根据主扫描产生的第一投影数据，第一平面图像构造块101实时构造表示多个患者轴平面的第一平面图像F1，使得第一平面图像表示患者扫描域中的不同位置。第一平面图像构造块101将第一平面图像F1的数据项发送到显示单元32和存储设备33。在执行主扫描时，由第一平面图像构造块101构造的第一平面图像F1实时显示在显示单元32上。

在平面图像构造块100中包括的第二平面图像构造块102在第二投影数据的基础上重建表示患者的轴平面的第二平面图像F2，该第二投影数据由初步扫描产生。当图像选择单元71选择第二平面图像时，第二平面图像构造块102重建第二平面图像F2，并将所构造的第二平面图像F2发送到显示单元32和存储设备33。当执行主扫描时由第二平面图像构造块102构造的第二平面图像F2实时显示在显示单元的屏幕上，使得该第二平面图像F2和第一平面图像F1并置，该第一平面图像由第一平面图像构造块101构造并显示在显示单元32上。

立体图像构造块200根据投影数据重建三维表示患者的切片平面的立体图像S。立体图像构造块200根据体积再现技术或表面再现技术构造表示患者切片平面的立体图像S。

如图5所示，立体图像构造块200包括第一立体图像构造块201、第二立体图像构造块202、第三立体图像构造块203、第四立体图像构造块204、第五立体图像构造块205、第六立体图像构造块206和第七立体图像构造块207。立体图像构造块200被设计成能够构造多种立体图像S。立体图像构造块200根据在输入单元31输入的操作数据构造由图像选择单元71选择的一种立体图像S。如下所述，更具体地说，立体图像构造块200构造作为立体图像S的第一立体图像S1、第二立体图像S2、第三立体图像S3、第四立体图像S4、第五立体图像S5、第六立体图像S6和第七立体图像S7。也就是说，立体图像构造块200构造表示多个切片平面的立体图像S，这些切片平面包括轴平面、矢形面(sagittal plane)、冠状面(coronal plane)和斜面(obliqueplane)。当执行主扫描时由立体图像构造块200构造的立体图像S实时显示在显示单元32的屏幕上，使得这些立体图像S与第一平面图像F1并置，该第一平面图像F1由第一平面图像构造块101构造并显示在显示单元32上。另外，立体图像构造块200使用，例如表示多个切片平面的图像构造每个立体图像S。例如，对应在屏幕上深度方向的图像的距离成比例地调整施加到构成每个切片平面的图像的的各像素的亮度级的加权，由此使图像沿深度方向变暗(shade)以便产生立体图像S。此外，可以采用指示最大亮度级的投影图像、指示最小亮度级的投影图像或指示CT数目总计的表示方式。

立体图像构造块200中包括的第一立体图像构造块201重建表示患者轴平面的三维第一立体图像S1。当图像选择单元71选择第一立体图像时，第一立体图像构造块201构造第一立体图像S1。然后第一立体图像构造单元201将第一立体图像S1发送到显示单元32和存储设备33。在执行主扫描时，由第一立体图像构造块201构造的第一立体图像S1实时显示在显示单元32的屏幕上，使得该第一立体图像与第一平面图像F1并置，该第一平面图像F1由第一平面图像构造块101构造并显示在显示单元32上。

立体图像构造块200中包括的第二立体图像构造块202根据由初步扫描产生的第二投影数据重建表示患者的矢形面的三维第二立体图像S2。此外，第二立体图像构造块202构造表示患者矢形面的第二立体图像S2，并结合该第二立体图像S2构造切片位置图像P，该切片位置图像P指示在由第一平面图像构造块101构造的第一平面图像F1表示的患者轴平面在患者矢形面中的位置。当图像选择单元71选择第二立体图像时，第二立体图像构造块202构造第二立体图像S2并将第二立体图像S2发送到显示单元32和存储设备33。由第二立体图像构造块构造的第二立体图像S2和切片位置图像P彼此结合地显示在显示单元32的屏幕上。更具体地说，将第二立体图像S2和切片位置图像P对准，然后显示在显示单元32的屏幕上使得它们重叠。在此，当执行主扫描时，由第二立体图像构造块202构造的第二立体图像S2和切片位置图像P实时显示在显示单元32的屏幕上，使得它们与第一平面图像F1并置，该第一平面图像F1由第一平面图像构造块101构造并显示在显示单元32上。

根据初步扫描产生的第二投影数据，立体图像构造块200中包括的第三立体图像构造块203构造表示患者斜面的三维第三立体图像S3。当图像选择单元71选择第三立体图像时，第三立体图像构造块203构造第三立体图像S3，并将第三立体图像S3发送到显示单元32和存储设备33。当执行主扫描时，由第三立体图像构造块203构造的第三立体图像S3实时显示在显示单元32的屏幕上，使得它与第一平面图像F1并置，该第一平面图像F1由第一平面图像构造块101构造并显示在显示单元32上。

根据主扫描产生的第一投影数据，立体图像构造块200中包括的第四立体图像构造块204构造表示患者轴图像的三维第四立体图像S4。当图像选择单元71选择第四立体图像时，第四立体图像构造块204构造第四立体图像S4，并将第四立体图像S4发送到显示单元32和存储设备33。当执行主扫描时，由第四立体图像构造块204构造的第四立体图像S4实时显示在显示单元32的屏幕上，使得它与第一平面图像F1并置，该第一平面图像F1由第一平面图像构造块101构造并显示在显示单元32上。

根据主扫描产生的第一投影数据，立体图像构造块200中包括的第五立体图像构造块205构造表示患者的矢形面的立体图像Sa。此外，根据初步扫描产生的第二投影数据，第五立体图像构造块205构造表示患者矢形面的立体图像Sb。随后，第五立体图像构造块205将显示矢形面的立体图像Sa和Sb重叠，使得表示患者的扫描域并且被包含在立体图像中的图像彼此联系，从而构造第五立体图像F5。当图像选择单元71选择第五立体图像时，第五立体图像构造块205构造第五立体图像S5并将第五立体图像S5发送到显示单元32和存储设备33。由第五立体图像构造块205根据由主扫描产生的第一投影数据构造的第五立体图像S5显示在显示单元32的屏幕上，而且与第一平面图像F1并置。更具体地说，将根据不同投影数据项构造以表示矢形面的两个立体图像S对准，使它们重叠，并且在显示单元32的屏幕上显示第五立体图像S5。另外，除了表示矢形面的第五立体图像S5外，第五立体图像构造块205还可以构造表示任何其它平面的第五立体图像S5。

根据由穿刺针传感器51产生的投影数据和穿刺针数据，立体图像构造块200中包括的第六立体图像构造块206构造表示穿刺针针尖所处的区域的第六立体图像S6。更具体地说，第六立体图像构造块206构造患者的断层图像作为第六立体图像S6，该断层覆盖了将插入患者体内的穿刺针针尖作为观测点、以预定观测角度在插入方向中展开的区域。此外，例如，第六立体图像构造块206构造表示一个断层的图像作为第六立体图像S6，插入患者的穿刺针的插入方向垂直于该断层。将被称为所谓的虚拟内窥镜图像的显示图像构造为第六立体图像S6。在此，第六立体图像构造块206根据预定的阈值采样用穿刺针治疗的组织的图像，并且处理该组织的图像使得能够立体显示图像。当图像选择单元71选择第六立体图像时，第六立体图像构造块206构造第六立体图像S6，并且将第六立体图像发送到显示单元32和存储设备33。由第六立体构造块206构造的第六立体图像S6显示在显示单元32的屏幕上，使得它与第一平面图像F1并置，该第一平面图像由第一平面图像构造块101构造并显示在显示单元32上。

根据初步扫描产生的第二投影数据，立体图像构造块200中包括的第七立体图像构造块207构造表示患者冠状面的三维第七立体图像S7。当图像选择单元71选择第七立体图像时，第七立体图像构造块207构造第七立体图像S7，并将第七立体图像发送到显示单元32和存储设备33。在执行主扫描时，由第七立体图像构造块207构造的第七立体图像S7实时显示在显示单元32的屏幕上，使得它与第一平面图像F1并置，该第一平面图像由第一平面图像构造块101构造并显示在显示单元32上。

根据由穿刺针传感器51产生的穿刺针数据，穿刺针图像构造块301结合由立体图像构造块200构造的立体图像S构造虚拟表示穿刺针的穿刺针图像N。例如，穿刺针图像构造块301构造穿刺针图像N，使得由穿刺针图像表示的在患者体内的位置与由第二立体图像构造块202构造的第二立体图像S2表示的位置相结合，以便表示患者的矢形面。更具体地说，穿刺针图像构造块301构造穿刺针图像N，使得被构造以表示穿刺针的穿刺针图像N显示在由穿刺针数据表示的第二立体图像S2中的位置上。当图像选择单元71选择穿刺针图像时，穿刺针图像构造块301构造穿刺针图像N，并将穿刺针图像N发送到显示单元32和存储设备33。由穿刺针图像构造块301构造的穿刺针图像N被显示以和第二立体图像S2重叠，并且在执行主扫描时，该穿刺针图像实时显示在显示单元32的屏幕上，使得它与第一平面图像F1并置，该第一平面图像由第一平面图像构造块101构造并显示在显示单元32上。

此外，当操作者输入操作数据时，根据该操作数据选择由图像构造单元61构造一种立体图像S，中央处理设备30中包括的图像选择单元71根据所输入的操作数据选择一种由图像构造单元61构造的立体图像S。如上所述，除了实时构造的第一平面图像F1之外，本实施例中包括的图像构造单元61能够构造多种表示患者的不同切片平面的图像。图像选择单元71根据在输入单元31输入的操作数据选择一种由图像构造单元61构造的图像。更具体地说，图像选择单元71选择第二平面图像F2、第一立体图像S1、第二立体图像S2、第三立体图像S3、第四立体图像S4、第五立体图像S5、第六立体图像S6和第七立体图像S7中的至少一个，并使图像构造单元61构造所选种类的图像。

操作者控制台3中包括的输入单元31是包括键盘和鼠标的输入设备。输入单元31根据操作者的输入操作将包括扫描条件和患者信息的各种信息发送到中央处理设备30。根据本实施例，输入单元31具有选择按钮，操作者使用它输入操作数据，根据输入的操作数据选择由图像构造单元61构造哪一种图像。当操作者输入命令时，该命令被发送到中央处理设备30种包括的图像选择单元71。例如，当第一立体图像S1被选为由图像构造块61中包括的立体图像构造块200构造的一种立体图像S时，输入单元31将命令发送到图像选择单元71。从而，根据初步扫描产生的第二投影数据，第一立体图像构造块201构造表示患者的轴平面的第一立体图像S1。在执行主扫描时，由第一立体图像构造块201构造的第一立体图像S1实时显示在显示单元32上，使得它与第一平面图像F1并置，该第一平面图像由第一平面图像构造块101构造并显示在显示单元32上。

操作者控制台3中包括的显示单元32包括例如CRT。根据从中央处理设备30发送的命令，由图像构造单元61重建的患者断层的图像显示在显示单元32的屏幕上。由图像构造单元61中包括的第一平面图像构造块101构造的平面图像F实时显示在显示单元32上。当图像构造单元61构造一种由图像选择单元71根据操作者在输入单元31输入的操作数据选择的图像时，在执行主扫描时，由图像构造单元61构造的图像实时显示在显示单元32上，而且与第一平面图像构造块100构造的平面图像F并置。根据本实施例，由图像构造单元61中包括的第一平面图像构造块101构造的第一平面图像F1实时显示在显示单元32上。另外，由图像构造单元61的组件根据图像选择单元71所作出的选择构造的第二平面图像F2、第一立体图像S1、第二立体图像S2、第三立体图像S3、第四立体图像S4、第五立体图像S5、第六立体图像S6和第七立体图像S7中的至少一个被显示在显示单元32上，而且与第一平面图像F1并置。

在此，在执行主扫描时，将由第一平面图像构造块101构造的并且表示多个患者轴平面的多个第一平面图像F1实时显示在显示单元32上。例如，如果第一平面图像构造块101构造了3个第一平面图像F1，其表示3个沿患者体轴的方向z排列的轴平面，那么这3个第一平面图像F1按照沿患者体轴的方向z排列的相关平面的顺序显示在显示单元32的上部。

假定图像构造单元61中包括的任一构造块根据由图像选择单元71作出的选择构造第二平面图像F2、第一立体图像S1、第二立体图像S2、第三立体图像S3、第四立体图像S4、第五立体图像S5、第六立体图像S6和第七立体图像S7中的至少一个，显示根据该选择构造的图像，而且其与第一平面图像F并置。例如，如上所述，当3个第一平面图像F1并排显示在屏幕的上部时，根据选择构造的图像被显示在屏幕的下部，而且与第一平面图像F1并置。

例如，如果选择第二平面图像F2，由第二平面图像构造块102构造的第二平面图像F2的数据被发送到显示单元32。在显示单元32的屏幕上，第一平面图像F1在执行主扫描时被实时地显示，第二平面图像F2也被显示，而且与第一平面图像F1并置。

同样，例如如果选择了第一立体图像S1，由第一立体图像构造块201构造的第一立体图像S1的数据被发送到显示单元32。在显示单元32的屏幕上显示第一立体图像S1，而且其与第一平面图像F1并置。

例如，如果选择第二立体图像S2，由第二立体图像构造块202构造的第二立体图像S2的数据被发送到显示单元32。根据本实施例，除了第二立体图像S2之外，第二立体图像构造块202构造切片位置图像P，该切片位置图像指示由第一平面图像F1表示的轴平面在患者矢形面中的位置。切片位置图像P的数据也被发送到显示单元32。在显示单元32的屏幕上，第一平面图像F1在执行主扫描时被实时地显示，并且第二立体图像S2和切片位置图像P也被彼此结合地显示，使得它们与第一平面图像F1并置。更具体地说，将第二立体图像S2和切片位置图像P对准以重叠，并且显示在显示单元32的屏幕上。

同样，例如如果选择第三立体图像S3，由第三立体图像构造块203构造的第三立体图像S3的数据被发送到显示单元32。在显示单元32的屏幕上显示第三立体图像S3，使其与第一平面图像F1并置。

同样，例如如果选择第四立体图像S4，由第四立体图像构造块204构造的第四立体图像S4的数据被发送到显示单元32。在显示单元32的屏幕上显示第四立体图像S4，使其与第一平面图像F1并置。

同样，例如如果选择第五立体图像S5，由第五立体图像构造块205构造的第五立体图像S5的数据被发送到显示单元32。在显示单元32的屏幕上显示第五立体图像S5，使其与第一平面图像F1并置。

同样，例如如果选择第六立体图像S6，由第六立体图像构造块206构造的第六立体图像S6的数据被发送到显示单元32。在显示单元32的屏幕上显示第六立体图像S6，使其与第一平面图像F1并置。

同样，例如如果选择第七立体图像S7，由第七立体图像构造块207构造的第七立体图像S7的数据被发送到显示单元32。在显示单元32的屏幕上显示第七立体图像S7，使其与第一平面图像F1并置。

此外，如果穿刺针图像构造块301根据操作者在输入单元31输入的命令构造穿刺针图像N，则立体图像S和穿刺针图像N被彼此结合地显示在显示屏幕32上。例如，将由穿刺针图像构造块301构造的穿刺针图像N对准以匹配为了表示患者的矢形面由第二立体图像构造块202构造的第二立体图像S2的位置，并显示在显示单元32上。也就是说，在显示单元32上显示穿刺针图像N，以与表示患者矢形面的第二立体图像S2重叠。从而，在放射检查期间插入患者的穿刺针的图像被虚拟地显示以重叠于患者断层的立体图像。

操作者控制台3中包括的存储设备33由存储器实现。包括由图像构造单元61构造的患者的图像数据的各种数据和程序储存在存储设备33中。每当需要所储存的数据时中央处理设备30就访问存储设备33。

下面将描述患者传送单元4

患者传送单元4在射线照相空间29内部和其外部之间运送患者。患者传送单元4包括具有放置表面的工作台，患者躺在该放置表面上，该放置表面承载患者。患者例如仰卧躺于工作台上，从而由工作台承载。患者传送单元4使用工作台移动器(未示出)沿与躺在放置表面上的患者的体轴的方向z一致的水平方向H和垂直于水平表面的垂直方向V移动工作台，从而将患者运送到射线照相空间29的内部。患者传送单元4根据扫描条件在射线照相空间9内移动工作台，以改变被扫描的患者扫描域的位置。

依据本实施例的X射线CT系统1和依据本发明的射线照相系统等效。本实施例中包括的扫描器台架2与本发明包括的扫描器等效。此外，本实施例中包括的输入单元31与本发明包括的输入单元等效。本实施例中包括的显示单元32与本发明包括的显示单元等效。本实施例中包括的穿刺针传感器51与本发明包括的治疗器械的传感器等效。本实施例中包括的图像构造单元61与本发明包括的图像构造单元等效。本实施例中处理的第一平面图像F与本发明中处理的第一图像等效。本实施例中处理的立体图像S与本发明中处理的第二图像等效。由本实施例中包括的第五立体图像构造块205构造的立体图像Sa与本发明中处理的第三图像等效。本实施例中处理的切片位置图像P与本发明中处理的切片位置图像等效。本实施例中处理的穿刺针图像N与本发明中处理的治疗器械图像等效。本实施例中进行的主扫描与本发明中进行的主扫描等效。此外，本实施例中进行的初步扫描与本发明中进行的初步扫描等效。

下面将描述根据本实施例，为了使用X射线CT系统1给患者射线照相所进行的操作的例子。

图6是根据本实施例为了使用穿刺针与X射线CT系统1相结合实现放射检查所进行的操作的流程图。

如图6所示，首先执行初步扫描(S11)。

在用于使用穿刺针治疗患者的主扫描之前，执行初步扫描以便确定在主扫描期间使用穿刺针所治疗的患者组织的位置。例如，扫描器台架2根据轴向扫描技术进行初步扫描，以获得作为投影数据的第二投影数据。根据初步扫描产生的第二投影数据，图像构造单元61中包括的第二平面图像构造块102构造表示多个患者轴平面的第二平面图像F2。操作者使用通过进行初步扫描构造的第二平面图像F2确定检查对象的位置。

随后，执行主扫描(S21)。

根据在操作者在输入单元31输入的主扫描条件，扫描器台架2根据轴向扫描技术执行主扫描，以获得作为投影数据的第一投影数据。根据主扫描产生的第一投影数据，图像构造单元61中包括的第一平面图像构造块101顺序地实时构造表示多个患者轴平面的第一平面图像F1，使得第一平面图像表示患者扫描域中不同的位置。第一平面图像构造块101将所构造的第一平面图像F1的数据发送到显示单元32和存储设备33。在执行主扫描时，由第一平面图像构造块101构造的第一平面图像F1实时显示在显示单元32上。

其后，使用穿刺针进行治疗(S31)。

在此，操作者参考使用初步扫描产生的数据被构造以表示轴平面的第二平面图像F2，和被构造以表示多个轴平面并随主扫描实时显示的第一平面图像F1，以便从预定位置插入穿刺针。

图7包括显示使用穿刺针进行治疗的场景的示意图。图7(A)通过图解的患者的矢形面显示将穿刺针插入患者体内，图7(B)显示了在使用穿刺针进行治疗期间在显示单元32上显示的屏幕图像。

例如，假设第一平面图像构造块101实时构造3个第一平面图像F1，其表示沿患者的体轴的方向z排列的3个轴平面。在这种情况下，如图7所示，这3个平面图像F1按照沿患者体轴方向z排列的轴平面的顺序并排显示在显示单元32的屏幕的上部。在此，初步扫描产生的第二平面图像F2依次显示在屏幕的下部，而且与第一平面图像F1并置。

当操作者选择要显示的预定种类的立体图像S时，显示所选择的立体图像S(S41)。

在此，操作者在输入单元31输入操作数据，根据其选择由图像构造单元61构造的立体图像S的种类，使得操作者能够容易地检查穿刺针的位置，以将穿刺针移动到作为检查对象的组织。根据操作数据，图像选择单元71选择将由图像构造单元61构造的立体图像S的种类。在此，图像构造单元选择第一立体图像S1、第二立体图像S2、第三立体图像S3、第四立体图像S4、第五立体图像S5、第六立体图像S6和第七立体图像S7中的至少一个，并且使图像构造单元61构造所选种类的图像。然后，图像构造单元61将所构造的立体图像S发送到显示单元32。立体图像构造块200调整例如与图像在深度方向的距离成比例的加权，该加权被施加到表示多个切片平面的图像的亮度级，从而使图像沿深度方向变暗以构造立体图像S。

图8显示了在第二立体图像S2和第三立体图像S3被选为立体图像S的情况下在显示单元32上显示的屏幕图像。

如图8所示，例如，第二立体图像S2和第三立体图像S3被显示在显示单元32上，使得它们与第一平面图像F1和第二平面图像F2并置。

在此，图像选择单元71从输入单元31接收到操作者已经选择第二立体图像S2和第三立体图像S3的通知。图像构造单元61中包括的第二立体图像构造块202构造表示患者矢形面的第二立体图像S2，并且构造指示由第一平面图像F1表示的轴平面在患者的矢形面上的位置的切片位置图像P。第三立体图像构造块203构造表示患者斜面的第三立体图像S3。在显示单元32上，第二立体图像S2和切片位置图像P彼此结合地显示在屏幕的下部，而且与第一平面图像F1并置。此外，第三立体图像S3显示在屏幕的下部，而且与第一平面图像F1并置。

如果穿刺针图像构造块301根据操作者在输入单元31输入的命令构造穿刺针图像N，那么立体图像S和穿刺针图像N彼此结合地显示在显示单元32上。例如，由穿刺针图像构造块301构造的穿刺针图像N被对准以匹配第二立体图像S2的位置，该第二立体图像由第二立体图像构造块202构造以表示患者的矢形面，并且被显示在显示单元32上。也就是说，在显示单元32上，穿刺针图像N与表示患者矢形面的第二立体图像S2重叠显示，使得在放射检查期间被插入患者的穿刺针的图像被虚拟显示以重叠患者断层图像。

图9显示了在第一立体图像S1和第四立体图像S4被选为立体图像S的情况下显示单元32上显示的屏幕图像。

如图9所示，例如，第一立体图像S1和第四立体图像S4显示在显示单元32上，使得它们将与第一平面图像F和第二平面图像F并置。

在这种情况下，由第一立体图像构造块201使用初步扫描产生的第二投影数据构造以表示轴平面的第一立体图像S1的数据，和由第四立体图像构造块204使用主扫描产生的第一投影数据构造以表示轴平面的第四立体图像S4的数据被传送到显示单元32。其后，第一立体图像S1和第四立体图像S4与第一平面图像F和第二平面图像F一起显示在显示单元32上。

图10显示了在第五立体图像S5、第六立体图像S6和第七立体图像S7被选为立体图像S的情况下，显示单元32上显示的屏幕图像。

如图10所示，例如，第五立体图像S5、第六立体图像S6和第七立体图像S7被显示在显示单元32上，使得它们将与第一平面图像F并置。

在这种情况下，由第五立体图像构造块205构造的第五立体图像S5的数据被传送到显示单元32。此外，由第六立体图像构造块206使用穿刺针传感器51产生的穿刺针数据构造以表示穿刺针针尖所处的区域的第六立体图像的数据被传送到显示单元32。然后由第七立体图像构造块207构造的第七立体图像的数据被传送到显示单元32。其后，第五立体图像S5、第六立体图像S6和第七立体图像S7被显示在显示单元32上，使得它们与第一平面图像F1并置。

操作者检查穿刺针是否已经到达作为检查对象的组织，然后进行治疗。其后，当完成治疗时执行扫描。操作者检查治疗情况并完成放射检查。

如上所述，根据本实施例，在使用穿刺针治疗患者的组织时，图像构造单元61中包括的第一平面图像构造块101根据投影数据实时重建表示患者切片平面的二维平面图像F1。图像构造单元61中包括的立体图像构造块200根据投影数据构造表示患者切片平面的三维立体图像S。由第一平面图像构造块101构造的平面图像F实时显示在显示单元32的屏幕上。由立体图像构造块200构造的立体图像S显示在显示单元32的屏幕上，而且与由第一平面图像构造块101构造的第一平面图像F1并置。更具体地说，扫描器台架2执行主扫描和初步扫描，其中主扫描通过用X射线扫描患者扫描域获得作为投影数据的第一投影数据，并且为了准备主扫描，在主扫描之前初步扫描通过用X射线扫描患者扫描域获得作为投影数据的第二投影数据。根据初步扫描产生的第二投影数据，图像构造单元61中包括的立体图像构造块200构造立体图像S。根据主扫描产生的第一投影数据，在执行主扫描时，由图像构造单元61中包括的第一平面图像构造块100实时构造平面图像F。在执行主扫描时，由第一平面图像构造块100构造的平面图像F和由立体图像构造块200构造的立体图像S实时显示在显示单元32的屏幕上，并彼此并置。根据本实施例，当插入穿刺针时，能够容易地检查位于检查对象附近的组织。因而，能够有效地诊断检查对象。

此外，根据本实施例，将图像构造单元61中包括的立体图像构造块200设计成构造多种立体图像S。当操作者输入操作数据时，根据该操作数据选择由图像构造单元61中包括的立体图像构造块200构造的立体图像S的种类，图像选择单元71根据操作数据选择由图像构造单元61中包括的立体图像构造块200构造的立体图像S的种类。然后，图像构造单元61中包括的立体图像构造块200构造图像选择单元71已根据在输入单元31输入的操作数据选择的该种立体图像S。因而，根据本实施例，由于在操作者插入穿刺针时，能够选择使操作者可以检查在检查对象附近的组织的图像，因此检查对象可以被有效地诊断。

此外，根据本实施例，图像构造单元61中包括的第二立体图像构造块202构造表示患者矢形面的第二立体图像S2。另外，第二立体图像构造块202构造指示多个切片平面的位置的切片平面图像P，该切片平面也就是由第一平面图像构造块101构造的第一平面图像F1表示的轴平面。由第二立体图像构造块202构造的第二立体图像S2和切片位置图像P彼此结合地显示在显示单元32的屏幕上。因此，根据本实施例，当插入穿刺针时，可容易检查切片平面的位置，并且可容易地检查位于检查对象附近的组织。因而，可有效地诊断检查对象。

根据本实施例，穿刺针传感器51检测治疗患者的穿刺针的位置，并产生穿刺针数据。根据由穿刺针传感器51产生的穿刺针数据，图像构造单元61中包括的穿刺针图像构造块301结合由立体图像构造块200构造的立体图像S构造表示穿刺针的穿刺针图像N。由立体图像构造块200构造的立体图像S和由穿刺针图像构造块301构造的穿刺针图像N显示在显示单元32上，使得它们彼此虚拟相关联。根据本实施例，可容易地检查穿刺针插入的位置，并且可容易地检查位于检查对象附近的组织。因而，可有效地诊断检查对象。

本发明的实施方式不限于前述实施例。可以采用各种变型。

例如，在前述实施例种，使用X射线作为辐射。本发明不限于X射线。可替换地，可采用例如伽马射线或任何其它辐射。

在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以构建多个明显不同的本发明的实施例。应当理解，除了所附的权利要求书的限定外，本发明不限于说明书描述的特定实施例。

Claims (10)

1.一种射线照相系统(1)，其包括：

用射线扫描患者的扫描域以获得患者的投影数据的扫描器(2)；

根据所述的投影数据实时重建患者的二维第一图像(F)的图像构造单元(61)；以及

在其上实时显示由图像构造单元(61)构造的第一图像(F)的显示单元(32)，其中：

图像构造单元(61)根据所述投影数据构造患者的三维第二图像(S)；以及

第一图像(F)和第二图像(S)显示在显示单元(32)的屏幕上，而且彼此并置。

2.根据权利要求1的射线照相系统(1)，其中：

扫描器(2)通过用辐射扫描患者的扫描域执行用于获得作为投影数据的第一投影数据的主扫描，和为了准备主扫描，在主扫描之前通过用辐射扫描患者的扫描域执行用于获得作为投影数据的第二投影数据的初步扫描；

图像构造单元(61)根据第二投影数据构造第二图像(S)，并且在执行主扫描时根据第一投影数据实时构造第一图像(F)；以及

在执行主扫描时，第一图像(F)和第二图像(S)实时显示在显示单元(32)的屏幕上，而且彼此并置。

3.根据权利要求1-2中任何一项的射线照相系统(1)，其中图像构造单元(61)构造表示多个患者轴平面的第一图像(F1)使得它们表示扫描域中不同的位置，并且表示多个轴平面的第一图像(F1)并排显示在显示单元(32)上。

4.根据权利要求1-3中任何一项的射线照相系统(1)，其中：

图像构造单元(61)构造患者的第二图像(S)，并结合所述的第二图像(S)构造指示患者切片平面的位置的切片位置图像(P)，该切片平面由多个第一图像(F)表示；以及

第二图像(S)和切片位置图像(P)彼此结合地显示在显示单元(32)的屏幕上。

5.根据权利要求1的射线照相系统(1)，其中：

扫描器(2)通过用辐射扫描患者的扫描域执行用于获得作为投影数据的第一投影数据的主扫描，和为了准备主扫描，在执行主扫描之前通过用辐射扫描患者的扫描域执行用于获得作为投影数据的第二投影数据的初步扫描；

图像构造单元(61)根据第一投影数据构造第二图像(S4)；以及

在执行主扫描时，第一图像(F)和第二图像(S4)实时显示在显示单元(32)的屏幕上，而且彼此并置。

6.根据权利要求2的射线照相系统(1)，其中：

在根据第一投影数据构造三维第三图像(Sa)后，图像构造单元(61)使第三图像(Sa)重叠于第二图像(Sb)，使得第二和第三图像(Sb，Sa)中包含的患者扫描域的图像彼此结合；以及

第三图像(Sa)重叠的第二图像(Sb)显示在显示单元(32)的屏幕上，而且与第一图像(F)并置。

7.根据权利要求1-6中任何一项的射线照相系统(1)，还包括检测治疗患者扫描域的治疗器械在患者中的位置，并产生治疗器械数据的治疗器械传感器(51)，其中：

图像构造单元(61)结合第二图像(S)根据由治疗器械传感器(51)产生的治疗器械数据构造表示治疗器械的治疗器械图像(N)；以及

第二图像(S)和治疗器械图像(N)彼此结合地显示在显示单元(32)上。

8.根据权利要求7的射线照相系统(1)，其中治疗器械传感器(51)产生关于诸如穿刺针的治疗器械的治疗器械数据，并且图像构造单元(61)根据由治疗器械传感器(51)产生的治疗器械数据构造表示穿刺针针尖所处的区域的第二图像(S6)。

9.根据权利要求8的射线照相系统(1)，其中治疗器械传感器(51)产生作为治疗器械数据的穿刺针针尖在患者体内所处的位置和深度的数据项，和穿刺针方向的数据。

10.根据权利要求1-8中任何一项的射线照相系统(1)，还包括用于根据选择由图像构造单元(61)构造哪种第二图像(S)来输入操作数据的输入单元(31)，其中：

将图像构造单元(61)设计成能构造多种第二图像(S)；以及

图像构造单元(61)构造根据在输入单元(31)输入的操作数据指定的一种第二图像(S)。

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