DE102007053511A1

DE102007053511A1 - Röntgentomographie-Bildgebungsgerät

Info

Publication number: DE102007053511A1
Application number: DE102007053511A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Hino Imai; Akihiko Hino Nishide
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2006-11-22
Filing date: 2007-11-09
Publication date: 2008-05-29
Also published as: NL1034728A1; US20080260092A1; JP2008125900A; NL1034728C2; CN101249000B; US7873141B2; CN101249000A; JP4575909B2

Abstract

Zum Zwecke der Lieferung eines Röntgentomographie-Bildgebungsgeräts zum Anzeigen eines Dualenergiebildes zur Erleichterung der Diagnose durch einen Bediener umfasst ein Röntgentomographie-Bildgebungsgerät (10); einen Bildvergleichs-Informationsberechnungsabschnitt (24) zur Berechnung von Bildvergleichsinformationen zwischen dem Erstenergie-Projektionsdatensatz (LD) oder Erstenergie-Tomographiebild (LT) und dem Zweitenergie-Projektionsdatensatz (HD) oder Zweitenergie-Tomographiebild (HT); einen Region-von-Interesse-Definitionsabschnitt (23) zur Definition einer Region von Interesse; einen Gewichtungsfaktor-Bestimmungsabschnitt (25-2) zur Bestimmung eines Gewichtungsfaktors zur Verwendung bei einer gewichteten Subtraktionsverarbeitung zwischen dem Erstenergie-Projektionsdatensatz (LD) oder Erstenergie-Tomographiebild (LT) und dem Zweitenergie-Projektionsdatensatz (HD) oder Zweitenergie-Tomographiebild (HT), so dass die Bildvergleichsinformation in der fraglichen Region von Interesse im Wesentlichen eliminiert werden kann, indem die gewichtete Subtraktionsverarbeitung durchgeführt wird; und einen Dualenergiebild-Rekonstruktionsabschnitt (22) zur Rekonstruktion eines Dualenergiebildes durch die Durchführung einer gewichteten Subtraktionsverarbeitung zwischen dem Erstenergie-Projektionsdatensatz (LD) oder Erstenergie-Tomographiebild (LT) und dem Zweitenergie-Projektionsdatensatz (HD) oder Zweitenergie-Tomographiebild (HT), die in dem ...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Röntgentomographie-Bildgebungstechnologie und insbesondere auf ein Röntgentomographie-Bildgebungsgerät, das für die Dualenergiebildgebung geeignet ist.
Bei der Dualenergiebildgebung kann ein Bild erfasst werden, bei dem ein spezifisches Material innerhalb eines zu untersuchenden Objekts auf der Grundlage von den für das abgebildete Objekt gewonnen Röntgenprojektionsdaten hervorgehoben wird, die mit Hilfe von Röntgenstrahlen erfasst wurden, welche zwei unterschiedliche Energiespektren aufweisen. Insbesondere wird ein Bild, das mit Hochenergieröntgenstrahlen und ein Bild, dass mit Niedrigenergieröntgensztrahlen erfasst wurde, einer Additions-/Subtraktionsverarbeitung unterzogen, wodurch ein Dualenergiebild gewonnen werden kann, das Knochen und kalzifizierte Läsionen oder Weichgewebe deutlich zeigt.
Bei der Durchführung von Dualenergiebildgebung werden die Projektionsdaten, die mit Hilfe von Hochenergieröntgenstrahlen erfasst wurden, und diejenigen, die mit Hilfe von Niedrigenergieröntgenstrahlen erfasst wurden, gewonnen, indem die Röhrenspannung für die Röntgenstrahlen, die von einem Röntgenbildgebungsgerät emittiert werden, für jede Abtastung abwechselnd zwischen einer hohen Spannung und einer niedrigen Spannung hin- und hergeschaltet wird, oder indem ein Röntgenfilter eingesetzt wird, um die Röntgenenergie zu verändern. Beispielsweise wird in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-2444542 eine Erfindung vorgestellt, welche die Anzeige eines Bildes umfasst, in dem Knochen dargestellt werden, oder eines Bildes, in dem auf der Grundlage eines Bildes, das mit Hochenergieröntgenstrahlen erfasst wurde, und eines Bildes, das mit Niedrigenergieröntgenstrahlen erfasst wurde, Weichgewebe dargestellt wird. Um ein Bild von Knochen oder Weichgewebe zu gewinnen, wird bei der Erfindung ein Gewichtungsfaktor angewendet, der in Übereinstimmung mit den Atomen der Knochen (Kalzium) o. Ä. bestimmt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der Gewichtungsfaktor zur Verwendung bei der gewichteten Subtraktionsverarbeitung zum Zwecke der Gewinnung eines Bildes von Knochen oder Weichgewebe ist allerdings aufgrund des Größenunterschiedes zwischen den Testpersonen und einem Unterschied beim Röntgenstrahlabsorbtionskoeffizienten aufgrund von individuellen Unterschieden zwischen den Testpersonen nicht immer konstant. Wenn die Diagnose mit Hilfe eines Dualenergiebildes durchgeführt wird, wobei ein konstanter Gewichtungsfaktor verwendet wird, ohne dass dabei der Einfluss des Größenunterschiedes zwischen Testpersonen etc. berücksichtigt wird, kann es infolge dessen zu einer Überschätzung oder Unterschätzung einer Krankheit oder Läsion kommen.
Daher besteht ein Aspekt der vorliegenden Erfindung darin, ein Röntgentomographie-Bildgebungsgerät zu liefern, bei dem ein geeigneter Gewichtungsfaktor für jede Testper son und jede Körperregion der Testperson eingestellt werden kann. Außerdem besteht ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung darin, ein Röntgentomographie-Bildgebungsgerät zu liefern, das in der Lage ist, ein Bild anzuzeigen, welches in quantitativer und visueller Hinsicht verständlich ist, wobei ein geeigneter Gewichtungsfaktor verwendet wird.
Ein Röntgentomographie-Bildgebungsgerät in einem ersten Aspekt ist ein Röntgentomographie-Bildgebungsgerät zur Erfassung eines Dualenergiebildes auf der Grundlage eines Erstenergieprojektions-Datensatzes oder eines Erstenergie-Tomographiebildes mit Röntgenstrahlen einer ersten Energie und eines Zweitenergie-Projektionsdatensatzes oder eines Zweitenergie-Tomographiebildes mit Röntgenstrahlen einer zweiten Energie, welche sich von der ersten Energie unterscheidet, umfassend: einen Bildvergleichs-Informationsberechnungsabschnitt zur Berechnung von Bildvergleichsinformationen zwischen dem Erstenergie-Projektionsdatensatz oder Erstenergie-Tomographiebild und dem Zweitenergie-Projektionsdatensatz oder Zweitenergie-Tomographiebild; einen Region-von-Interesse-Definitionsabschnitt zur Definition einer Region von Interesse; einen Gewichtungsfaktor-Bestimmungsabschnitt zur Bestimmung eines Gewichtungsfaktors, der bei der gewichteten Subtraktionsverarbeitung zwischen dem Erstenergie-Projektionsdatensatz oder Erstenergie-Tomographiebild und dem Zweitenergie-Projektionsdatensatz oder Zweitenergie-Tomographiebild verwendet werden soll, so dass die Bildvergleichsinformationen in der Region von Interesse im Wesentlichen eliminiert werden können, indem die gewichtete Subtraktionsverarbeitung durchgeführt wird; und einen Dualenergiebild-Rekonstruktionsabschnitt zur Rekonstruktion eines Dualenergiebildes, indem zwischen dem Erstenergie-Projektionsdatensatz oder Erstenergie-Tomographiebild und dem Zweitenergie-Projektionsdatensatz oder Zweitenergie-Tomographiebild, welche in dem Bildvergleichs-Informationsberechnungsabschnitt verwendet werden, eine gewichtete Subtraktionsverarbeitung durchgeführt wird, wobei ein Gewichtungsfaktor verwendet wird, der in dem Gewichtungsfaktor-Bestimmungsabschnitt bestimmt wurde.
Der Gewichtungsfaktor zur Verwendung bei der Erzeugung eines Bildes von Knochen oder Weichgewebe variiert je nach Größenunterschied zwischen den Testobjekten. 10 zeigt eine Studie der Beziehung des Verhältnisses von Pixelwerten zwischen tomographischen Bildern, die Fett, Kalzium und Jod enthalten, wobei die horizontale Achse einer Röhrenspannung von 140 kV entspricht, und die vertikale Achse einer Röhrenspannung von 80 kV entspricht. Es ist ersichtlich, dass die jeweiligen Verhältnisse der Pixelwerte für die Materialien zwischen den Darstellungen, die einen Querschnittsbereich von 700 cm² und 300 m² aufweisen, unterschiedlich sind, und zwar aufgrund des Unterschiedes in Bezug auf den Querschnittsbereich. Die Verhältnisse von Pixelwerten können für Darstellungen grob vorhergesagt werden. Allerdings zeigen sich bei den zu untersuchenden Testpersonen verschiedene Verhältnisse von Pixelwerten, was neben dem Unterschied in Bezug auf den Querschnittsbereich auf die Form des Querschnitts zurückzuführen ist, sowie einen Unterschied beim Röntgenstrahlabsorbtionskoeffizienten aufgrund der individuellen Unterschiede u. Ä. So können ungenaue Verhältnisse von Pixelwerten zur Überschätzung oder Unterschätzung einer Krankheit oder Läsion führen.
Das Röntgentomographie-Bildgebungsgerät im ersten Aspekt weist den Gewichtungsfaktor-Bestimmungsabschnitt auf, welcher den Gewichtungsfaktor bestimmt, so dass die Bildvergleichsinformationen in einer Region von Interesse, die in dem Region-von-Interesse-Definitionsabschnitt definiert wird, im Wesentlichen eliminiert werden können. Dann rekonstruiert der Dualenergiebild-Rekonstruktionsabschnitt ein Dualenergiebild mit dem Gewichtungsfaktor, und so kann ein Bild angezeigt werden, das in quantitativer und visueller Hinsicht verständlich ist.
Das Röntgentomographie-Bildgebungsgerät in einem zweiten Aspekt umfasst den Bildvergleichs-Informationsberechnungsabschnitt, der durch Subtraktionsverarbeitung zwischen dem Erstenergie-Projektionsdatensatz oder Erstenergie-Tomographiebild und dem Zweitenergie-Projektionsdatensatz oder Zweitenergie-Tomographiebild ein Vergleichsbild rekonstruiert und eine Bildcharakteristikquantität des Vergleichsbildes als Bildvergleichsinformation berechnet.
Da durch diese Konfiguration die Bildcharakteristikquantität für ein Vergleichsbild als Bildvergleichsinformation gewonnen werden kann, können die Bildcharakteristikquantität für ein Vergleichsbild und der Gewichtungsfaktor leicht bestimmt werden.
Das Röntgentomographie-Bildgebungsgerät in einem dritten Aspekt entspricht demjenigen des zweiten Aspekts, das ferner einen Bildanzeigeabschnitt zum Anzeigen des Vergleichsbildes umfasst, wobei die Region von Interesse mit Hilfe des Region-von-Interesse-Definitionsabschnittes auf der Grundlage eines Vergleichsbildes definiert werden kann, welches auf dem Bildanzeigeabschnitt angezeigt wird.
Durch diese Konfiguration kann eine bedienende Person eine Region von Interessen auf der Grundlage eines Vergleichsbildes, welches der Bediener diagnostizieren will, bequem definieren, indem er es auf dem Bildanzeigeabschnitt anzeigt.
In einem vierten Aspekt umfasst das Röntgentomographie-Bildgebungsgerät des zweiten oder drittes Aspektes ferner: einen Bildcharakteristikquantität-Anzeigeabschnitt zum Anzeigen einer Bildcharakteristikquantität, die mit der Veränderung des Gewichtungsfaktors variiert, wobei der Gewichtungsfaktor-Bestimmungsabschnitt einen Gewichtungsfaktor-Anpassungsabschnitt umfasst, der die manuelle Modifikation des Gewichtungsfaktors ermöglicht, während die Variation der angezeigten Bildcharakteristikquantität betrachtet werden kann.
Durch diese Konfiguration kann ein Bediener den Gewichtungsfaktor über den Gewichtungsfaktor-Anpassungsabschnitt manuell anpassen, während er zusätzlich zur Betrachtung des Vergleichsbildes die Variation der Bildcharakteristikquantität betrachten kann, die auf dem Bildcharakteristikquantität-Anzeigeabschnitt angezeigt wird. Insbesondere kann ein Schieber o. Ä. benutzt werden, um den Gewichtungsfaktor anzupassen.
Das Röntgentomographie-Bildgebungsgerät in einem fünften Aspekt entspricht dem des vierten Aspektes, wobei es dadurch gekennzeichnet ist, dass: die Bildcharakteristik quantität ein Durchschnittswert oder Medianwert von Pixelwerten für Pixels innerhalb einer Region von Interesse im Vergleichsbild darstellt; und der Gewichtungsfaktor-Bestimmungsabschnitt einen Gewichtungsfaktor als Gewichtungsfaktor für die Region von Interesse bestimmt, wenn die Bildcharakteristikquantität Null wird oder in einen bestimmten Bereich in der Nachbarschaft von Null fällt.
Durch diese Konfiguration kann ein Durchschnittswert oder Medianwert eines Vergleichsbildes innerhalb einer Region von Interesse als Bildcharakteristikquantität der Region von Interesse verwendet werden, um einen geeigneten Wert für den Gewichtungsfaktor einzustellen. Ein Medianwert ist ein zentraler Wert von Werten in einem Vergleichsbild innerhalb einer Region von Interesse, wenn die Werte in einer aufsteigenden (oder absteigenden) Reihenfolge angeordnet werden. Außerdem wird ein Bild gewonnen, das im Wesentlichen eliminiert werden kann, wenn die Bildcharakteristikquantität Null beträgt oder innerhalb eines bestimmten Bereichs in der Nähe von Null fällt.
Das Röntgentomographie-Bildgebungsgerät in einem sechsten Aspekt umfasst den Bildvergleichs-Informationsberechnungsabschnitt, der ein Verhältnis von Pixelwerten zwischen dem Erstenergie-Projektionsdatensatz oder Erstenergie-Tomographiebild und dem Zweitenergie-Projektionsdatensatz oder Zweitenergie-Tomographiebild als Bildvergleichsinformation berechnet, und der Region-von-Interesse-Definitionsabschnitt extrahiert eine Region, die die gleichen Verhältnisse von Pixelwerten als Region von Interesse aufweist.
Durch diese Konfiguration kann der Gewichtungsfaktor durch eine Verteilung von Verhältnissen von Pixelwerten zwischen dem Erstenergie-Projektionsdatensatz oder Erstenergie-Tomographiebild und dem Zweitenergie-Projektionsdatensatz oder Zweitenergie-Tomographiebild automatisch modifiziert werden. In der Praxis wird ein Gewichtungsfaktor automatisch anhand eines tomographischen Bildes bestimmt, das erfasst wird, indem die Testperson mit Hilfe von Röntgenstrahlen abgebildet wird. Insbesondere kann der Gewichtungsfaktor bestimmt werden, indem bei einer Testperson der Querschnittsbereich, die Form des Querschnitts und die Unterschiede beim Röntgenstrahlenabsorbtionskoeffizienten, der auf individuelle Unterschiede u. Ä. zurückzuführen ist, berücksichtigt werden. Da die Diagnose unter Verwendung eines Dualenergiebildes durchgeführt werden kann, das mit einem genauen Gewichtungsfaktor berechnet wurde, kann eine Krankheit oder Läsion richtig bewertet werden.
Das Röntgentomographie-Bildgebungsgerät in einem siebten Aspekt umfasst den Gewichtungsfaktor-Bestimmungsabschnitt im sechsten Aspekt, der den Gewichtungsfaktor auf der Grundlage eines Spitzenwerts einer Verteilung von Verhältnissen von Pixelwerten zwischen dem Erstenergie-Projektionsdatensatz oder Erstenergie-Tomographiebild und dem Zweitenergie-Projektionsdatensatz oder Zweitenergie-Tomographiebild in der Region von Interesse bestimmt.
Durch diese Konfiguration wird der Gewichtungsfaktor auf der Grundlage eines Spitzenwertes in einer Verteilung von Verhältnissen von Pixelwerten bei einem tatsächlich aufgenommenen Bild bestimmt, wodurch ein Dualenergiebild aus äquivalenten Bildern für den Spitzenwert gewonnen wer den kann. Beispielsweise kann der Spitzenwert anhand eines Differentialwerts eines Histogramms der Verteilung ermittelt werden.
Das Röntgentomographie-Bildgebungsgerät in einem achten Aspekt umfasst ferner einen Färbungsanzeigeabschnitt zur Färbung der Region von Interesse und ihrem Anzeigen, wobei sie das Erstenergie-Tomographiebild oder das Zweitenergie-Tomographiebild überlagert.
Da die Region von Interesse eingefärbt ist, kann der Bediener, der die Diagnose durchführt, während er ein Dualenergiebild betrachtet, mit Hilfe dieser Konfiguration eine Diagnose durchführen, während er die Region von Interesse betrachtet.
Das Röntgentomographie-Bildgebungsgerät im neunten Aspekt entspricht dem des achten Aspekts, wobei es dadurch gekennzeichnet ist, dass der Färbungsanzeigeabschnitt eine Vielzahl von verschiedenen Regionen von Interesse bei einer Testperson in verschiedenen Farben anzeigen kann.
Durch diese Konfiguration können zwei oder mehr Regionen von Interesse mit verschiedenen Farben gekennzeichnet werden, und man kann eine Diagnose durchführen, während man gleichzeitig die zwei oder mehr Regionen von Interesse beobachtet. Beispielsweise wird Wasser in blau angezeigt und Kalzium wird in gelb angezeigt.
Das Röntgentomographie-Bildgebungsgerät in einem zehnten Aspekt umfasst ferner: einen Färbungsanzeigeabschnitt zur Durchführung einer Färbung, wobei der Farbton mit dem Verhältnis von Pixelwerten zwischen dem Erstenergie-Projektionsdatensatz oder Erstenergie-Tomographiebild und dem Zweitenergie-Projektionsdatensatz oder Zweitenergie-Tomographiebild variiert.
Durch diese Konfiguration wird eine Region von Interesse gemäß einem Verhältnis von Pixelwerten eingefärbt, und der Bediener, der die Diagnose durchführt, während er das Dualenergiebild betrachtet, kann die Diagnose durchführen, während er die Region von Interesse sieht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Bediener, der die Diagnose durchführt, während er ein Dualenergiebild betrachtet, den genauen Gewichtungsfaktor erfahren, welcher notwendig ist, um ein Dualenergiebild zu erhalten. So kann ein spezifisches Material (Atome), das bei der Bildgebung eines Dualenergiebildes diagnostiziert werden soll, wie z. B. ein Kontrastmittel, Fett oder Kalzium im Körper einer Testperson, zum Zwecke der Diagnose genau erkannt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Röntgen-CT-Geräts 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
2 ist ein Flussdiagramm einer Betriebsweise des Röntgentomographie-Bildgebungsgeräts 10.
3 ist ein konzeptionelles Diagramm, welches ein tomographisches Bild HT mit einem Hochenergiespektrums oder ein tomographisches Bild LT mit einem Niedrigenergiespekt rums zeigt, welches einer gewichteten Subtraktionsverarbeitung zur Erzeugung eines Dualenergiebildes DI unterzogen wird.
4(a) ist ein Diagramm, das eine Testperson HB in einem dreidimensionalen Bild zeigt, und 4(b) zeigt (a), wenn es durch eine xz-Ebene aufgenommen wird.
5(a) ist ein Blockdiagramm von einem Bildverarbeitungsgerät 20 zur manuellen Einstellung eines Gewichtungsfaktors, und 5(b) zeigt ein Beispiel für eine Anzeige für die manuelle Einstellung eines geeigneten Gewichtungsfaktors durch den Bediener, während dieser ein Dualenergiebild DI auf einem Display 60 betrachtet.
6 ist ein Flussdiagramm für die manuelle Einstellung eines geeigneten Gewichtungsfaktors durch den Bediener.
7 ist ein Blockdiagramm des Bildverarbeitungsgeräts 20 zur automatischen Einstellung eines Gewichtungsfaktors, und 7(b) ist ein Flussdiagramm zur automatischen Einstellung eines geeigneten Gewichtungsfaktors.
8 ist ein Histogramm mit einer horizontalen Achse, die ein Verhältnis eines Röntgentomographiebildes LT mit einem Niedrigenergiespektrum darstellt, welches durch ein Röntgentomographiebild HT mit einem Hochenergiespektrum geteilt wird, und einer vertikalen Achse, welche die Anzahl der Pixels anzeigt.
9 ist ein Diagramm zur Erklärung der Färbung des Dualenergiebildes DI.
10 ist ein Diagramm, das die Beziehung des Verhältnisses von Pixelwerten zwischen tomographischen Bildern zeigt, die Fett, Kalzium und Jod enthalten und die mit Hilfe von Niedrigenergieröntgenstrahlen und Hochenergieröntgenstrahlen gewonnen wurden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Konfiguration des Röntgentomographie-Bildgebungsgeräts
1 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Röntgentomographie-Bildgebungsgeräts (Röntgen-CT-Geräts) 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Röntgentomographie-Bildgebungsgerät 10 ist mit einer Gantry 100 und einem Tisch 109 ausgestattet, der dazu dient, eine Testperson HB in eine Bildgebungsregion in der Gantry 100 einzuführen. Der Tisch 109 wird in Z-Richtung bewegt, welches die Richtung einer Körperachse der Testperson HB ist. Die Gantry 100 weist einen Rotationsring 102 auf, der mit einer Röntgenröhre 101 zur Emission von Röntgenstrahlen mit einer Kegelstrahlform und einem Mehrzeilen-Röntgendetektor 103 ausgestattet ist, der so angeordnet ist, dass er der Röntgenröhre 101 gegenüberliegt. Die Röntgenröhre 101 ist so konfiguriert, dass sie Röntgenstrahlen emittiert, die ein hohes Energiespektrum haben, und solche emittiert, die ein niedriges Energiespektrum haben. Der Mehrzeilen-Röntgendetektor 103 erkennt Röntgenstrahlen, von denen die Testperson HB durchdrungen wird.
Der Mehrzeilen-Röntgendetektor 103 besteht aus Szintillatoren und Photodioden. Der Mehrzeilen-Röntgendetektor 103 ist so angeordnet, dass er eine Vielzahl von Zeilen in Z-Richtung bildet, die im Allgemeinen parallel zur Rotationsachse des Rotationsringes 102 liegt, so dass eine Vielzahl von Schichten (Zeilen) von Projektionsdaten gleichzeitig erkannt werden kann. Der Mehrzeilen-Röntgendetektor 103 hat auch eine Mehrkanalform, die in einem Bogen angeordnet ist, in deren Zentrum sich einen Brennpunkt der Röntgenröhre 101 befindet. Es sei darauf hingewiesen, dass die Z-Richtung, die parallel zu der Rotationachse liegt, manchmal als „Schichtrichtung" und die Richtung entlang des Bogens einer Röntgendetektor-Elementzeile als „Kanalrichtung" bezeichnet wird. Der Mehrzeilen-Röntgendetektor 103 ist mit einem Datensammelschaltkreis 104 verbunden, der im Allgemeinen als DES (Datenerfassungssystem) bezeichnet wird. Der Datensammelschaltkreis 104 ist für jeden seiner Kanäle mit einem IV-Wandler zur Umwandlung eines elektrischen Stromsignals von jedem Kanal im Mehrzeilen-Röntgendetektor 103 in eine Spannung, einem Integrierschaltkreis zur periodischen Integrierung des Spannungssignals synchron mit dem Zyklus der Röntgenstrahlenemission, einem Verstärker zur Verstärkung des Signalausgangs vom Integrierschaltkreis und einem Analog/Digital-Wandler zur Umwandlung der Ausgangssignale vom Vorverstärker in digitale Signale ausgestattet. Die digitalen Signale vom Datensammelschaltkreis 104 werden über ein Datenübertragungsgerät 105 an ein Bildverarbeitungsgerät 20 gesendet.
Auf der Seite der Bedienerkonsole befindet sich ein Hochspannungs (HS)/Niedrigspannungs (NS)-Generator 51 zur Energetisierung der Röntgenstrahlen. Der Hochspannungs/Nied rigspannungs-Generator 51 generiert periodisch Hochspannung und Niedrigspannung und liefert diese über den Schleifring 113 an die Röntgensröhre 101.
Ein Scanregler 53 auf der Seite der Bedienerkonsole führt eine Vielzahl von Abtastmustern aus, wozu eine Axialabtastung, eine Spiralabtastung, einen Spiralabtastung mit verstellbarem Pitch etc. gehören. Bei der Axialabtastung handelt es sich um ein Abtastverfahren, das die Erfassung von Projektionsdaten umfasst, während die Röntgenröhre 101 und der Röntgenstrahlenerkennungabschnitt 103 durch einen Rotationsmechanismus 111 jedes Mal, wenn der Tisch 109 in einen zuvor festgelegten Pitch in z-Achsen-Richtung bewegt wird, gedreht werden. Bei der Spiralabtastung handelt es sich um ein Abtastverfahren, zu dem die Erfassung von Projektionsdaten gehört, während der Tisch 109 bei einer zuvor festgelegten Geschwindigkeit bewegt wird und die Röntgenröhre 101 und der Röntgenstrahlenerkennungsabschnitt 103 gedreht wird. Bei der Spiralabtastung mit verstellbarem Pitch handelt es sich um ein Abtastverfahren, zu dem die Erfassung von Projektionsdaten bei einer sich verändernden Geschwindigkeit des Tisches 109 gehört, während die Röntgenröhre 101 und der Röntgenstrahlenerfassungsabschnitt 103 wie beim Spiralscan vom Rotationsmechanismus 111 gedreht werden. Der Scanregler 53 steuert den Rotationsmechanismus 111 synchron mit dem Hochspannungs-/Niedrigspannungs-Generator 51, um die Abtastung vollständig zu kontrollieren, wozu auch die periodische Erfassung von Projektionsdaten durch den Datensammelschaltkreis 104 u. Ä. gehört.
Das Bildverarbeitungsgerät 20 umfasst einen Bildrekonstruktionsabschnitt 21 und einen Dualenergiebildrekonstruktionsabschnitt 22.
Der Bildrekonstruktionsabschnitt 21 empfängt einen Niedrigenergieprojektionsdatensatz LD oder einen Hochenergieprojektionsdatensatz HD und rekonstruiert ein Bild auf der Grundlage des Niedrigenergieprojektionsdatensatzes LD oder des Hochenergieprojektionsdatensatzes HD. Der Niedrigenergieprojektionsdatensatz LD oder der Hochenergieprojektionsdatensatz HD wird einer schnellen Fouriertransformation (FFT) zur Umwandlung in eine Frequenzdomain unterzogen und mit einer Rekonstruktionsfunktion multipliziert sowie einer umgekehrten Fouriertransformation unterzogen Die Projektionsdaten, die mit Hilfe der Rekonstruktionsfunktion gefaltet wurden, werden einer dreidimensionalen Rückprojektionsverarbeitung unterzogen, um ein tomographisches Bild (in einer xy-Ebene) in der Körperachserichtung (Z-Richtung) der Testperson HB zu erzeugen. Das tomographische Bild wird in einer Speichervorrichtung 59 gespeichert und auch auf einem Display 60 angezeigt. Da die Röntgenröhre 101 in dieser Ausführungsform Röntgenstrahlen, die ein Hochenergiespektrum und solche, die ein Niedrigenergiespektrum haben, zu der Testperson HB hin emittiert, rekonstruiert der Bildrekonstruktionsabschnitt 21 ein Hochenergie-Tomographiebild HAT aus den Röntgenstrahlen eines Hochenergiespektrums und ein Niedrigenergie-Tomographiebild LT aus den Röntgenstrahlen eines Niedrigenergiespektrums.
Der Dualenergiebild-Rekonstruktionsabschnitt 22 erzeugt ein Dualenergiebild DI von einem oder beiden von dem Bild des Projektionsdatensatzes HD mit einem Hochenergie spektrum und dem Bildes des Projektionsdatensatzes LD mit einem Niedrigenergiespektrum durch die Multiplikation mit einem Gewichtungsfaktor, die Anwendung einer Subtraktion zwischen den Projektionsdatensätzen und die Rekonstruktion der gewichteten und subtrahierten Projektionsdaten zu einem Bild. Der Dualenergiebild-Rekonstruktionsabschnitt 22 kann auch ein Dualenergiebild DI rekonstruieren, indem er eines oder beide vom tomographischen Bild HT mit einem Hochenergiespektrum und vom tomographischen Bild LT mit einem Niedrigenergiespektrum mit einem Gewichtungsfaktor multipliziert und eine Subtraktion zwischen den Bildern anwendet. Das Dualenergiebild DI wird im Folgenden in Bezug auf 3 besprochen.
Eine Eingabevorrichtung 55 besteht aus einer Tastatur oder einer Maus zur Annahme einer Eingabe vom Bediener.
Die Speichervorrichtung 59 speichert Programme, Röntgendetektordaten, Projektionsdaten und tomographische Röntgenbilder. Sie speichert auch das Dualenergiebild DI.
Das Display 60 dient der Spezifizierung von Bildgebungsbedingungen für eine Testperson und dem Anzeigen eines tomographischen Röntgenbildes. In dieser Ausführungsform zeigt es auch ein Dualenergiebild DI an, wobei ein spezifisches Material innerhalb des Körpers der Testperson durch eine Farbe hervorgehoben wird.
Betriebsweise des Röntgentomographie-Bildgebungsgeräts
2 ist ein Flussdiagramm der Betriebsweise des Röntgentomographie-Bildgebungsgeräts 10. Im Folgenden wird hier nun eine Prozedur für den Betrieb des Röntgentomographie-Bildgebungsgeräts 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In Schritt S11 wird eine Testperson auf den Tisch 109 gelegt und in die richtige Position gebracht. Ein Referenzpunkt in einer bestimmten Region im Körper der Testperson, die auf dem Tisch 109 liegt, ist an einer Schichtzentrumsposition in der Gantry 100 ausgerichtet. Dann wird ein Vortestbild (welches auch als Scanogramm oder Röntgenfluoroskopiebild bezeichnet wird) erfasst. Zwei Arten von Vortestbildern können gemäß der Größe des Objekts erfasst werden, d. h. für einen Erwachsenen oder ein Kind, und die Bilder werden normalerweise bei 0 Grad und 90 Grad erfasst. In einigen Regionen wie dem Kopf kann beispielsweise nur ein Vortestbild bei 90-Grad erfasst werden. Bei der Vortestbildgebung wird die Datenerfassung bei fixierter Röntgenröhre 101 und fixiertem Mehrzeilen-Röntgendetektor 103 durchgeführt, während der Tisch 109 übersetzt wird.
In Schritt S12 verwendet der Bediener eine Tastatur etc. in der Eingabevorrichtung 55, um eine Position und einen Bereich auf dem Vortestbild zu definieren, welches auf Display 60 angezeigt wird, damit bei der nachfolgen tomographischen Bildgebung ein tomographisches Bild erfasst wird. Zur selben Zeit wird auch eine Einstellung für eine Axialabtastung, eine Spiralabtastung, eine Spiralabtastung mit verstellbarem Pitch oder einen Shuttle-Spiralabtastung durchgeführt. Eine Spiralabtastung mit verstellbarem Pitch ist ein Bildgebungsverfahren zur Erfassung von Projektionsdaten, während die Röntgenröhre 101 und der Mehrzeilen-Röntgendetektor 103 gedreht werden und der Tisch 109 wie bei einer Spiralabtastung bewegt wird, wobei die Geschwindigkeit sich verändert. Eine Shuttle-Spiralabtastung ist ein Abtastverfahren zur Erfassung von Röntgenprojektionsdaten, während die Röntgenröhre 101 und der Mehrzeilen-Röntgendetektor 103 gedreht werden, und der Tisch 109 wechselseitig in positive und negative Richtungen mit Beschleunigung und Verlangsamung entlang der Z-Achse bewegt wird.
In Schritt S13 werden Bedingungen für die tomographische Bildgebung oder für die Bildgebung eines Dualenergiebildes DI spezifiziert. Damit die Röntgenröhre 101 Röntgenstrahlen, die ein hohes Energiespektrum und ein niedriges Energiespektrum haben, zur Testperson HB hin emittiert, wird die hohe Spannung und die niedrige Spannung z.B. jeweils auf 140 kV und 80 kV eingestellt. Um darüber hinaus eine Positionsverschiebung so weit wie möglich zu vermeiden, wird eine Einstellung gemacht, um abwechselnd Röntgenstrahlen mit einer hohen Spannung und solche mit einer niedrigen Spannung synchron mit den Drehungen des Rotationsmechanismus 111 auszusenden. Es kann z. B. eine Einstellung für die Röntgenröhre 101 in Betracht gezogen werden., bei der sich für jede Umdrehung der Röntgenröhre 101 hohe und niedrige Spannungen abwechseln, oder eine Einstellung zur wiederholten Veränderung von hohen und niedrigen Spannungen in einem Zyklus von kurzen Impulsen in Betracht gezogen werden.
Ferner wird in Schritt S13 ein spezifisches Material (Atome) spezifiziert, das bei der Bildgebung eines Dualenergiebildes ID diagnostiziert werden soll. Beispielsweise wird ein Kontrastmittel, Fett, Kalzium o. Ä. innerhalb des Körpers der Testperson spezifiziert. Zusätzlich wird eine Filterfunktion, eine Kernel-Funktion o. Ä. bei einer Bildrekonstruktion spezifiziert. Diese spezifizierten Bedingungen werden in der Speichervorrichtung 59 aufgezeichnet. Es sei darauf hingewiesen, dass obwohl das Hochenergiespektrum und Niedrigenergiespektrum in dieser Ausführungsform durch Spannung generiert werden, das Energiespektrum auch moduliert werden kann, indem ein Filter in die Kegelstrahl-Röntgenstrahlen eingesetzt wird.
In den Schritten S14-S20 wird die tomographische Bildgebung durchgeführt.
In Schritt S14 wird ein Röntgenprojektionsdatensatz LD mit einem Niedrigenergiespektrum und ein Röntgenprojektionsdatensatz HD mit einem Hochenergiespektrum erfasst. Wenn die Datenerfassung bei einer konventionellen Abtastung durchgeführt wird, wird der Vorgang der Datenerfassung von Röntgendetektordaten bei fixiertem Tisch 109 durchgeführt, während die Röntgenröhre 101 und der Mehrzeilen-Röntgendetektor 103 um die Testperson herum gedreht werden. Dann werden Röntgendetektordaten D0(view, j,i), die von einem Ansichtswinkel view, dem Detektorzeilenindex j und dem Kanalindex i (j=1-ROW, und i=1-CH) dargestellt werden, einer z-Richtungs-Koordinatenposition Ztable(view) beigefügt.
In Schritt S15 wird ein Niedrigenergie-Projektionsdatensatz LD0(view,j,i) und ein Hochenergie-Projektionsdatensatz HD0(view, j, i) vorverarbeitet. Insbesondere wird eine Offset-Korrektur angewendet, eine Logarithmusumwandlung durchgeführt, eine Röntgendosiskorrektur und dann eine Empfindlichkeitskorrektur angewendet.
In Schritt S16 wird der vorverarbeitete Niedrigenergie-Projektionsdatensatz LD(view,j,i) und Hochenergie-Projektionsdatensatz HD(view, j, i) einer Strahlenhärtungskorrektur unterworfen.
In Schritt S17 führt der Bildrekonstruktionsabschnitt 21 eine z-Filterfaltungs-Verarbeitung durch. Hier wird eine z-Filterfaltungsverarbeitung, bei der ein Filter in z-Richtung (Zeilenrichtung) angewendet wird, auf die Projektionsdatensätze angewendet, die einer Strahlenhärtungskorrektur unterworfen worden sind. Insbesondere wird nach der Vorverarbeitung bei jedem Ansichtswinkel und in jedem Röntgendatensammelsystem ein Zeilenrichtungsfilter in Zeilenrichtung auf die in Bezug auf die Strahlungshärte korrigierten Projektionsdatensätze D vom Mehrzeilen-Röntgendetektor angewendet.
In Schritt S18 führt der Bildrekonstruktionsabschnitt 21 eine Rekonstruktionsfunktions-Faltungsverarbeitung durch. Insbesondere werden die Röntgenprojektionsdatensätze D einer Fouriertransformation in eine Frequenzdomain unterworfen, mit einer Rekonstruktionsfunktion multipliziert und dann einer umgekehrten Fouriertransformation unterzogen. Bei der Rekonstruktionsfunktions-Faltungsverarbeitung wird der Rekonstruktionsfunktions-Kernel(j) gefaltet.
In Schritt S19 führt ein Bildrekonstruktionsabschnitt 21 eine dreidimensionale Rückprojektionsverarbeitung durch. Hier wird die dreidimensionale Rückprojektionsverarbeitung bei den Projektionsdatensätzen D durchgeführt, die einer Rekonstruktionsfunktions-Faltungsverarbeitung unterworfen worden sind, um rückprojizierte Datensätze zu gewinnen. Ein zu rekonstruierendes Bild wird dreidimensional in einer xy-Ebene rekonstruiert, die vertikal zur Z-Achse verläuft. In der folgenden Beschreibung wird davon ausgegangen, dass eine Rekonstruktionsregion P parallel zur xy-Ebene liegt.
In Schritt S20 führt der Bildrekonstruktionsabschnitt 21 eine Nachverarbeitung durch. Die rückprojizierten Datensätze werden einer Nachbearbeitung unterzogen, wozu auch die Bildfilterfaltung und CT-Wert-Umwandlung gehört, um ein tomographisches Bild HT mit einem Hochenergiespektrum und ein tomographisches Bild LT mit einem Niedrigenergiespektrum zu gewinnen.
In Schritt S21 werden das rekonstruierte tomographische Bild HT mit einem Hochenergiespektrum und das rekonstruierte tomographische Bild LT mit einem Niedrigenergiespektrum auf einem Display 60 angezeigt.
Dann werden in Schritt S22 diese tomographischen Bilder HT und LT in einer Speichervorrichtung 59 gespeichert.
In Schritt S23 zeigt ein Dualenergiebild-Rekonstruktionsabschnitt 22 ein Dualenergiebild DI auf dem Display 60 an.
Dann legt in Schritt S24 ein Färbungsanzeigeabschnitt 28, der im folgenden besprochen werden wird, Farben über die tomographischen Bilder HT und LT, wobei er eine Farbe für jedes spezifische Material wie z. B. dasselbe Atommaterial, Fett, Wasser, Kalzium, Jod Kontrastmittel o. Ä. einsetzt.
Bildrekonstruktion für ein Dualenergiebild DI
3 ist ein konzeptionelles Diagramm, das ein tomographisches Bild HT mit einem Hochenergiespektrum oder ein tomographisches Bild LT mit einem Niedrigenergiespektrum zeigt, welches einer gewichteten Subtraktionsverarbeitung unterzogen werden soll, um ein Dualenergiebild DI zu erfassen.
Die Dualenergiebildgebung umfasst die gewichtete Subtraktionsverarbeitung zwischen einem tomographischen Bild LT bei einer niedrigen Röntgenröhrenspannung, z. B. 80 kV, und einem tomographischen Bild HT bei einer hohen Röntgenröhrenspannung, z. B. 140 kV, bei einer bestimmten z-Richtungs-Koordinatenposition, um dadurch ein tomographisches Bild DI zu erzeugen, das ein quantitatives Bild von einer Verteilung eines gewünschten Materials darstellt.
In dem oberen Abschnitt von 3 werden zuerst ein Röntgenprojektionsdatensatz LD mit einem Niedrigenergiespektrum und ein Röntgenprojektionsdatensatz HD mit einem Hochenergiespektrum erfasst, wie oben für Schritt S14 in 2 beschrieben wurde.
Als nächstes führt der Bildrekonstruktions-Abschnitt 21 wie oben in Bezug auf 2 beschrieben, die Verarbeitung der Schritte S15-S20 bei dem Niedrigenergie-Projektionsdatensatz LD und dem Hochenergie-Projektionsdatensatz HD durch, um ein tomographisches Bild LT mit einem Niedrigenergiespektrum und ein tomographisches Bild HT mit einem Hochenergiespektrum zu rekonstruieren.
Im unteren Abschnitt von 3 multipliziert der Dualenergiebild-Rekonstruktionsabschnitt 22 das tomographische Bild LT mit einem Niedrigenergiespektrum mit einem Gewichtungsfaktor 1 und das tomographische Bild HT mit einem Hochenergiespektrum mit dem Gewichtungsfaktor α, und führt eine gewichtete Subtraktionsverarbeitung mit einer Konstante C1 durch. So kann ein Dualenergiebild DI gewonnen werden. Der Gewichtungsfaktor α und die Konstante C1 werden in Abhängigkeit von den zu extrahierenden Atomen, den hervorzuhebenden Atomen sowie Atomen oder einer Region, die in einem Display eliminiert werden müssen, bestimmt. Wenn man den Kehrwert von α nimmt, ist es möglich, den Gewichtungsfaktor für das tomographische Bild LT mit einem Niedrigenergiespektrum als α und den für das tomographische Bild HT mit einem Hochenergiespektrum als 1 zu definieren.
Anstatt ein Dualenergiebild DI aus dem tomographischen Bild LT mit einem Niedrigenergiespektrum und dem tomographischen Bild mit einem Hochenergiespektrum zu gewinnen, kann das Dualenergiebild DI auch gewonnen werden, indem man eine gewichtete Subtraktionsverarbeitung auf einen Röntgenprojektionsdatensatz LD anwendet, der bei einer niedrigen Röntgenröhrenspannung gewonnen wurde, und auf einen Röntgenprojektionsdatensatz HD anwendet, der bei einer hohen Röntgenröhrenspannung gewonnen wurde, und die Röntgenprojektionsdatensätze, die einer gewichteten Subtraktionsverarbeitung unterzogen worden sind, zu einem Bild rekonstruiert.
4(a) ist ein Diagramm, das die Testperson HB in einem dreidimensionalen Bild abbildet, und 4(b) zeigt eine Ansicht von (a), die durch eine xz-Ebene aufgenommen worden ist.
Ein Dualenergiebild DI von einer Vielzahl von Querschnittsebenen T (mitsamt einem tomographischen Bild LT mit einem Niedrigenergiespektrum und einem tomographischen Bild HT mit einem Hochenergiespektrum) wird in der Speichervorrichtung 59 gespeichert, und tomographische Bilder T der Querschnittsebenen können kombiniert werden, um ein dreidimensionales Volumenrendering-Bild 31 anzuzeigen, wie in 4(a) gezeigt. Ebenso kann ein dreidimensionales Bild für das Dualenergiebild DI angezeigt werden.
Das Koronarbild 33, das in 4(b) gezeigt wird ist ein Bild von (a), das durch eine Koronarebene (xz-Ebene) 33 aufgenommen wurde; so kann ein Dualenergiebild DI in einer beliebigen Koronarebene gewonnen werden. Obwohl dies nicht gezeigt wird, ist es außerdem möglich, ein Dualenergiebild DI in einer Sagittalebene (yz-Ebene) 34 zu erzeugen, und auch ein Dualenergiebild DI in einem Querschnitt in einer beliebigen Richtung zu erzeugen, wozu auch eine Schrägrichtung gehört. Der Bediener kann ein beliebiges Dualenergiebild DI, das für die Diagnose geeignet ist, in der entsprechenden Weise nutzen.
Gewichtungseinstellungsverfahren
Verfahren zur manuellen Einstellung des Gewichtungsfaktors
5(a) ist ein Blockdiagramm des Bildverarbeitungsgeräts 20 zur Ausführung eines manuellen Gewichtungsein stellungsverfahrens, und 5(b) zeigt ein Beispiel für eine Anzeige, die dem Bediener dazu dient, manuell einen geeigneten Gewichtungsfaktor einzustellen, während ein Vergleichsbild, d. h. ein Dualenergiebild DI, auf dem Display 60 angezeigt wird. Hierbei handelt es sich um ein Verfahren zur manuellen Optimierung eines Größenunterschiedes zwischen den Testpersonen HB, eines Unterschiedes in Bezug auf den Röntgenstrahlenabsorptionskoeffizienten aufgrund der individuellen Unterschiede zwischen den Testpersonen HB o. Ä.
Bei der manuellen Einstellung des Gewichtungsfaktors besteht das Bildverarbeitungsgerät 20 aus dem Bildrekonstruktionsabschnitt 21, dem Dualenergiebild-Rekonstruktionsabschnitt 22, einem ersten Region-von-Interesse-Definitionsabschnitt 23-1, einem ersten Bildvergleichs-Informationsberechnungsabschnitt 24-1, einem Gewichtungsfaktor-Anpassungsabschnitt 25-1, einem Bildcharakteristikquantität-Anzeigeabschnitt 27 und dem Färbungsanzeigeabschnitt 28, wie in 5(a) gezeigt. Da der Bildrekonstruktions-Abschnitt 21 und der Dualenergiebild-Rekonstruktionsabschnitt 22 zuvor beschrieben wurden, wird deren Beschreibung ausgelassen.
Der erste Region-von-Interesse-Definitionsabschnitt 23-1 erlaubt es dem Bediener, einen Teil einer Region eines Vergleichsbildes zu definieren, die in dem ersten Bildvergleichs-Informationsberechnungsabschnitt 24-1 erfasst wurde, der im Folgenden besprochen werden wird, und sie auf dem Display 60 als eine zu untersuchende Region von Interesse RVI anzuzeigen. Der Bediener [kann] die Region von Interesse beliebig definieren, indem er eine Maus benutzt, die eine der Komponenten in der Eingabevorrichtung 55 darstellt.
Der erste Bildvergleichs-Informationsberechnungsabschnitt 24-1 rekonstruiert zuerst ein Vergleichsbild, das durch Subtraktionsverabeitung zwischen dem Niedrigenergieröntgen-Projektionsdatensatz LD oder dem Nierigenergie-Tomographiebild LT und dem Hochenergieröntgen-Projektionsdatensatz HD oder dem Hochenergie-Tomographiebild HT gewonnen wird. Das Vergleichsbild kann durch die Multiplikation von einem oder beiden von diesen mit einem Gewichtungsfaktor, der zuvor entsprechend den Atomen oder Materialien bestimmt wurde, und durch die nachfolgende Subtraktion des einen von dem anderen gewonnen werden, oder kann ein Differentialbild ohne die Multiplikation mit einem Gewichtungsfaktor sein. Es sei darauf hingewiesen, dass die Bildrekonstruktion für das Vergleichsbild in dem Dualenergiebild-Rekonstruktionsabschnitt 22 durchgeführt wird. Als nächstes wird eine Bildcharakteristikquantität für das zuvor erwähnte Vergleichsbild für eine Region von Interesse RVI berechnet, welche in dem ersten Region-von-Interesse-Definitionsabschnitt 23-1 definiert wird. Die Berechnung der Bildcharakteristikquantität kann auf das gesamte Vergleichsbild angewendet werden, und dann können ausschließlich die Informationen über die Region von Interesse RVI extrahiert werden; oder die Kalkulation kann nur auf die Region von Interesse RVI angewendet werden. Ferner umfasst die Bildcharakteristikquantität einen Durchschnittswert oder Medianwert von Pixels, die in der Region von Interesse RVI definiert wurden. Es sei darauf hingewiesen, dass ein Medianwert von Pixels einen zentralen Pixelwert von Pixelwerten in der definierten Region von Interesse RVI darstellt.
Der Gewichtungsfaktor-Anpassungsabschnitt 25-1 ist ein Anpassungsabschnitt, durch den es dem Bediener ermöglicht wird, einen Gewichtungsfaktor anzupassen, der zur Gewinnung eines Dualenergiebildes DI verwendet werden soll. Der Bediener bestimmt einen Gewichtungsfaktor, der mit mindestens einem oder beiden des Hochenergie-Projektionsdatensatzes HD oder Hochenergie-Tomographiebildes FIT und des Niedrigenergie-Projektionsdatensatzes LD oder Niedrigenergie-Tomographiebildes LT multipliziert werden soll.
Der Bildcharakteristikquantität-Anzeigenabschnitt 27 zeigt die Bildcharakteristikquantität 165 an, die von dem ersten Bildvergleichs-Informationsberechnungsabschnitt 24-1 berechnet wurde.
Der Färbungsanzeigeabschnitt 28 ist so konfiguriert, dass er dieselbe Farbe auf dasselbe Atommaterial anwendet, das heißt, ein Material, das dieselbe Röntgenstrahlenabsorption hat, und eine unterschiedliche Farbe auf ein unterschiedliches Atommaterial anwendet. Genauer gesagt wird ein Pixel, das als Fett, Kalzium und Jodkontrastmittel identifiziert wurde, zur Anzeige auf Display 60 jeweils rot, blau und grün eingefärbt.
Der erste Region-von-Interesse-Definitionsabschnitt 23-1 zeigt ein Ansichtsfenster zur Definition einer Region von Interesse auf dem Display 60, das in 5(b) gezeigt wird. Der Bediener bedient eine Maus in der Eingabevorrichtung 55, um eine Region von Interesse RVI1 auf dem Display 60 als Teil eines angezeigten Vergleichsbildes zu definieren. Die Größe einer Region von Interesse kann beliebig de finiert werden und ist nicht auf eine bestimmte Größe oder eine Kreisform beschränkt. In 5 wird die Region von Interesse in einem Herzen definiert. Sobald die Region von Interesse RVI1 definiert worden ist, berechnet der erste Bildvergleichs-Informationsberechnungsabschnitt 24-1 eine Bildcharakteristikquantität 165 für Pixels in der Region von Interesse RVI1. Der Bildcharakteristikquantität-Anzeigeabschnitt 27 zeigt das Ergebnis der Berechnung, d. h. M 7,1, um das Dualenergiebild DI herum an, wie in 5 gezeigt. Wenn die Bildcharakteristikquantität 165 ein Durchschnittswert in der Region von Interesse RVI im Vergleichsbild ist, wird z. B. „M 3,0" angezeigt; und wenn es ein Medianwert in der Region von Interesses RVI1 im Vergleichsbild ist, wird „C 3,0" angezeigt. Der Bediener hat die Wahloption zwischen Durchschnittswert und Medianwert.
Als nächstes bewegt der Bediener den Gewichtungsfaktor-Anpassungsabschnitt 25-1, insbesondere eine Schieber, nach rechts oder links, so dass der Wert der Bildcharakteristikquantität 165 Null wird oder innerhalb eines bestimmten Bereichs in der Nähe von Null fällt. Unterhalb der Schieber wird eine Markierung 163 gezeigt. Die Markierung 163 kennzeichnet den Faktor α. Das heißt, dass der Bediener die Schieber benutzen kann, um den Gewichtungsfaktor (der im Folgenden unter Verweis auf den zuvor erwähnten Gewichtungsfaktor α beschrieben wird) beliebig anzupassen. Obwohl die Markierung 163 so dargestellt wird, dass sie den Gewichtungsfaktor von 0 bis 3 kennzeichnet, ist ein Gewichtungsfaktor von 0,5 bis 2,5 bei einem Betrieb der Röntgenröhre 101 bei einer Röhrenspannung von 140 kV und 80 kV ausreichend, um das Dualenergiebild DI anzuzeigen. Der in 5 gezeigte Schieber 161 zeigt auf 0,9. Die Markierung kann in Abhängigkeit von der Kombination von Hochenergieröntgenstrahlen und Niedrigenergieröntgenstrahlen automatisch aktualisiert werden. Obwohl in 5 der Schieber 161 gezeigt wird, kann der Gewichtungsfaktor α außerdem direkt über eine Tastatur eingegeben werden, die eine der Komponenten der Eingabevorrichtung 55 darstellt.
Nach der Anpassung des Gewichtungsfaktors α, indem der Bediener den Schieber benutzt, berechnet der erste Bildvergleichs-Informationsberechnungsabschnitt 24-1 die Bildcharakteristikquantität 165 für die Pixels in der Region von Interesse RVI1 noch einmal, indem er den angepassten Gewichtungsfaktor α verwendet. Außerdem rekonstruiert der Dualenergiebild-Rekonstruktionsabschnitt 22 ein Vergleichsbild, indem er den angepassten Gewichtungsfaktor α verwendet, und gleichzeitig wird das Dualenergiebild DI verändert. Der Bediener überprüft die Bildcharakteristikquantität, die in dem Bildcharakteristikquantität-Anzeigeabschnitt 27 angezeigt wird, daraufhin, ob die Bildcharakteristikquantität 165 Null wird oder innerhalb eines bestimmten Bereichs um Null herum fällt oder nicht, oder passt den Gewichtungsfaktor α an, indem er den Schieber benutzt, während er das Vergleichsbild betrachtet. Sobald die Anpassung des Gewichtungsfaktors α abgeschlossen wurde, kann der Bediener einen SET-Knopf 162 drücken, um die manuelle Einstellung des Gewichtungsfaktors zu beenden. Wenn der SET-Knopf 162 gedrückt wurde, wird der Rahmen, der die Region von Interesse RVI1 (in 5(b) durch eine gepunktete Linie dargestellt) anzeigt, ausgeblendet. Wenn ein FARBE-Knopf 164 gedrückt wird, färbt der Färbungsanzeigeabschnitt 28 die Pixels ein, die einen Wert von Null oder einen Wert haben, der innerhalb eines bestimmten Bereichs um Null her um fällt, wie in der Region von Interesse RVI1, so dass sie über eines von Niedrigenergie-Tomographiebild LT oder Tomographiebild HT mit Hochenergiespektrum gelegt werden. Wenn z. B. ein Jodkontrastmittel den Wert von Null in der Region von Interesse RVI1 hat, werden das Herz, die Aorta, Blutgefäße u. Ä., welche das Jodkontrastmittel enthalten, rot eingefärbt.
Der Bediener kann zusätzlich zur Region von Interesse RVI1 eine andere Region von Interesse RVI2 in dem Vergleichsbild definieren, das auf dem Display 60 angezeigt wird. Der erste Region-von-Interesse-Definitionsabschnitt 23-1 definiert in 5 einen Abschnitt der Wirbelsäule als Rahmen, der die Region von Interesse RVI2 (in 5(b) durch eine Linie aus Punkten und Strichen gezeigt) kennzeichnet. Dann passt der Bediener den Schiebebalken 161 so an, dass die Bildcharakteristikquantität 165 für die Region von Interesse RVI2 Null wird oder innerhalb eines bestimmten Bereichs um Null herum fällt, wie oben beschrieben. Der Bediener drückt einen RETURN-Knopf 167, um von einem Ansichtsfenster zum anderen zu wechseln, nachdem alle Einstellungen fertig gestellt wurden.
6 ist ein Flussdiagramm für die manuelle Anpassung des Gewichtungsfaktors an einen geeigneten Wert durch den Benutzer, wie oben unter Verweis auf 5 beschrieben. Das bedeutet, dass es sich um ein Flussdiagramm für die von einem Benutzer durchgeführte manuelle Anpassung eines Gewichtungsfaktors an einen geeigneten Wert handelt.
In Schritt S41 wird ein Vergleichsbild von einem beliebigen zu diagnostizierenden Querschnitt auf dem Display 60 angezeigt, wie in 4 beschrieben.
In Schritt S41 definiert ein Bediener über den ersten Region-von-Interesse-Definitionsabschnitt 23-1 eine Region von Interesse RVI in dem angezeigten Vergleichsbild.
In Schritt S43 berechnet der erste Bildvergleichs-Informationsberechnungsabschnitt 24-1 eine Bildcharakteristikquantität 165 von Pixels in der Region von Interesse RVI. Genauer gesagt wird ein Durchschnittswert von Pixelwerten in dem Vergleichsbild berechnet, um eine Bildcharakteristikquantität 165 zu bestimmen, die in dem Bildcharakteristikquantität-Anzeigeabschnitt 27 angezeigt wird.
In Schritt S44 passt der Bediener den Gewichtungsfaktor α an, indem er den Gewichtungsfaktor-Anpassungsabschnitt 25-1, z. B. einen Schieber, verwendet, während er die Bildcharakteristikquantität 165 betrachtet, die in dem Bildcharakteristikquantität-Anzeigeabschnitt 27 angezeigt wird.
In Schritt S45 führt der angepasste Gewichtungsfaktor α dazu, dass die Bildcharakteristikquantität 165 variiert, und das gesamte Vergleichsbild variiert, welches die Region von Interesse RVI enthält. Der Benutzer verwendet den Schieber 161, um den Gewichtungsfaktor α schließlich so anzupassen, dass die Bildcharakteristikquantität 165 Null wird oder in einen bestimmten Bereich um Null herum fällt.
In Schritt S46 drückt der Bediener den SET-Knopf 162, um den Gewichtungsfaktor α in der Region von Interesse RVI festzusetzen, wenn die Bildcharakteristikquantität 165 Null wird oder in einen bestimmten Bereich um Null herum fällt.
In Schritt S47 entscheidet der Bediener, ob nachfolgend eine andere Region von Interesse RVI definiert werden soll. Wenn eine andere Region von Interesse RVI definiert werden soll, geht der Vorgang zu Schritt S42 zurück; wenn alle Regionen von Interesse RVI definiert worden sind, geht der Vorgang zu Schritt S48 über.
In Schritt S48 rekonstruiert der Dualenergiebild-Rekonstruktionsabschnitt 22 ein Dualenergiebild DI, bei dem die Region von Interesse RVI durch den angepassten Gewichtungsfaktor α zu einem äquivalenten Bild gemacht wird. Als Bild, das auf dem Display 60 angezeigt wird, zeigt der Färbungsanzeigeabschnitt 28 eines von Niedrigenergie-Tomographiebild LT oder von Tomographiebild HT mit einem hohen Energiespektrum an, und zwar überlagert von einem farbigen äquivalenten Bild zur Erleichterung der Diagnose durch den Bediener.
Verfahren zur automatischen Einstellung des Gewichtungsfaktors
7(a) ist ein Blockdiagramm des Bildverarbeitungsgeräts 20 zur Ausführung eines automatischen Gewichtungseinstellverfahrens, und 7(b) ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur automatischen Einstellung eines geeigneten Gewichtungsfaktors. Auf dem Display 60 wird ein Dualenergiebild DI eines beliebigen zu diagnostizierenden Quer schnitts angezeigt. Dann wird die automatische Gewichtungseinstellung aktiviert.
8 ist ein Histogramm einer Verteilung, wobei eine horizontale Achse ein Verhältnis eines Pixelwerts eines Röntgentomographiebildes LT mit einem Niedrigenergiespektrum darstellt, das auf einer Pixel-zu-Pixel-Basis durch das eines Röntgentomographiebildes HT mit einem Hohenergiespektrum geteilt wird, und die vertikale Achse die Anzahl der Pixels darstellt.
Bei der automatischen Einstellung des Gewichtungsfaktors besteht das Bildverarbeitungsgerät 20 aus dem Bildrekonstruktions-Abschnitt 21, dem Dualenergiebild-Rekonstruktionsabschnitt 22, einem zweiten Region-von-Interesse-Definitionsabschnitt 23-2, einem zweiten Bildvergleichs-Informationsberechnungsabschnitt 24-2, einem Gewichtungsfaktorbestimmungsabschnitt 25-2 und dem Färbungsanzeigeabschnitt 28, wie in 7(a) gezeigt. Da der Bildrekonstruktions-Abschnitt 21 und der Dualenergiebild-Rekonstruktionsabschnitt 22 zuvor beschrieben worden sind, wird deren Beschreibung ausgelassen.
Der zweite Bildvergleichs-Informationsberechnungsabschnitt 24-2 berechnet einen Wert jedes Pixels (512*512) bei einem Niedrigenergie-Tomographiebild LT, geteilt durch denjenigen in einem Tomographiebild HT mit einem Hochenergiespektrum, oder einen Wert jedes Pixelwertes im Tomographiebild HT mit einem Hochenergiespektrum geteilt durch den in dem Niedrigenergie-Tomographiebild LT. Indem der zweite Bildvergleichs-Informationsberechnungsabschnitt 24-2 das Verhältnis der Pixelwerte auf diese Weise berechnet, misst er ein Histogramm einer Verteilung, wobei eine horizontale Achse das Verhältnis der Pixelwerte darstellt und eine vertikale Achse die Anzahl der Pixels darstellt.
Der zweite Region-von-Interesse-Definitionsabschnitt 23-2 extrahiert unter den Verhältnissen von Pixelwerten in dem gemessenen Histogramm einer Verteilung eine Region mit den gleichen Verhältnissen von Pixels als Region von Interesse. Genauer gesagt definiert der zweite Region-von-Interesse-Definitionsabschnitt 23-2 eine Region von Interesse so, dass sie Pixels enthält, die das gleiche Verhältnis von Pixelwerten um einen Spitzenwert herum im Histogramm einer Verteilung aufweisen.
Der Gewichtungsfaktor-Bestimmungsabschnitt 25-2 bestimmt einen Gewichtungsfaktor auf der Grundlage des Verhältnisses von Pixelwerten beim Spitzenwert im Histogramm einer Verteilung. Auf diese Weise wird ein Gewichtungsfaktor zur Benutzung bei der Erzeugung eines Dualenergiebildes so gewählt, dass er mit der extrahierten Region von Interesse übereinstimmt.
Der Färbungsanzeigeabschnitt 28 verwendet dieselbe Farbe für dieselbe Region von Interesse, und eine andere Farbe für eine andere Region von Interesse. Genauer gesagt werden Pixels, die als Fett, Kalzium und Jodkontrastmittel identifiziert werden, für die Anzeige auf Display 60 jeweils rot, blau und grün eingefärbt.
In Schritt S51 werden ein Röntgentomographiebild LT mit einem Niedrigenergiespektrum und ein Röntgentomographiebild HT mit einem Hochenergiespektrum des aktuellen be liebigen Querschnitts von der Speichervorrichtung 59 abgefragt.
In Schritt S52 berechnet ein zweiter Bildvergleichs-Informationsberechnungsabschnitt 24-2 ein Verhältnis von Pixels zwischen dem Röntgentomographiebild LT mit einem Niedrigenergiespektrum und dem Röntgentomographiebild HT mit einem Hochenergiespektrum. Im Allgemeinen ist das Verhältnis der Materialien innerhalb des Körpers einer Testperson über einen Bereich von 0,5 bis 2,5 verteilt, wenn ein Röntgentomographiebild LT bei einer Röhrenspannung von 80 kV und ein Röntgentomographiebild HT bei einer Röhrenspannung von 140 kV verwendet werden.
In Schritt S53 misst der zweite Bildvergleichs-Informationsberechnungsabschnitt 24-2 das Histogramm einer Verteilung, wobei die horizontale Achse das Verhältnis von Pixelwerten und die vertikale Achse die Anzahl der Pixels darstellt. Ein Beispiel dafür wird in 8 gezeigt. Der Graph, wie er in 8 gezeigt wird, kann auf dem Display 60 angezeigt werden, oder es können lediglich die Verhältnisse aller Pixels im Datenspeicher gespeichert werden.
In Schritt S54 entscheidet der zweite Region-von-Interesse-Definitionsabschnitt 23-2, ob eine Verteilung der Anzahlen von Pixels gefunden werde, deren Wert größer als ein Schwellenwert SH1 ist, um dadurch auf der Grundlage der Verteilung der Anzahlen von Pixels, die einen Wert haben, der größer als der Schwellenwert SH1 ist, eine Region von Interesse zu definieren. In 8 wird der Schwellenwert SH1 an einer bestimmten Position definiert. In 8 sind die Spitzen P1, P2, P3 und P5 größer als der Schwellenwert SH1. Folglich wurde festgestellt, dass es vier Verteilungen von Anzahlen von Pixels gibt, die größer sind als der Schwellenwert SH1. Eine Spitze in einem Abschnitt, der einen Schwellenwert SH1 übersteigt, kann identifiziert werden, indem die Verteilung des Histogramms differenziert wird. Andererseits übersteigt die Spitze P4 nicht den Schwellenwert SH1. Die Spitze P4, die aufgrund des Einflusses von Rauschen, Artefakten oder einer Positionsverschiebung aufgetreten sein kann, kann eliminiert werden. Der zweite Region-von-Interesse-Definitionsabschnitt 23-2 führt solch eine Verarbeitung durch, um eine Region als Region von Interesse zu extrahieren, welche die gleichen Verhältnisse von Pixelwerten aufweist. Wenn eine oder mehrere Spitzen P gefunden werden, die größer sind als der Schwellenwert SH1, geht der Vorgang zu Schritt S55 über; wenn keine Spitze gefunden wurde, die größer als der Schwellenwert SH1 ist, geht der Vorgang zu Schritt S57 über.
In Schritt S55 setzt der Gewichtungsfaktor-Bestimmungsabschnitt 25-2 für ein spezifisches Material an Spitzen P1, P2, P3 oder P5, die von dem zweiten Region-von-Interesse-Definitionsabschnitt 23-2 extrahiert wurden, die in anderen Worten die gleichen Verhältnisse von Pixelwerten haben, einen Gewichtungsfaktor α für dieses spezifische Material fest.
In Schritt S56 wird ein Dualenergiebild DI, bei dem ein Bereich um die Spitze P herum durch den festgesetzten Gewichtungsfaktor α zu einem äquivalenten Bild gemacht wird, durch den Dualenergiebild-Rekonstruktionsabschnitt 22 zum Zwecke der Anzeige rekonstruiert. Wenn eine Vielzahl von Spitzen gefunden wird, werden die ihnen entsprechenden äquivalenten Bilder berechnet und die äquivalenten Bilder werden zum Zwecke der Anzeige übereinander gelegt. Als Bild, das auf Display 60 angezeigt wird, zeigt der Färbungsanzeigeabschnitt 28 eines von Niedrigenergie-Tomographiebild LT oder von Tomographiebild HT mit Hochenergiespektrum an, und zwar überlagert von einem farbigen äquivalenten Bild, was der Erleichterung der Diagnose durch den Bediener dient.
Wenn ein Übergang zu Schritt S57 erfolgt, so bedeutet das, dass der zweite Region-von-Interesse-Definitionsabschnitt 23-2 keinen Spitzenwert extrahieren konnte und der Schwellenwert SH1 daher dekrementiert wird. Dann geht der Prozess zurück zu Schritt S54 und es wird eine Entscheidung getroffen, ob eine Verteilung der Anzahlen von Pixels zu finden ist, die einen Wert aufweist, der größer als der Schwellenwert SH1 ist.
Obwohl in dieser Ausführungsform ein Flussdiagramm gezeigt wird, in dem der Schwellenwert SH1 dekrementiert wird, um eine Spitze P zu suchen, kann der Schwellenwert inkrementiert werden, wenn eine Vielzahl von Spitzen P vorhanden ist und der Bediener einen Bereich von Materialien wie bei einem Schwellenwert SH2 eingrenzen will.
Beispiel für die Färbung der Materialien in einem Dualenergiebild DI
9 ist ein Diagramm zur Erklärung der Färbung eines äquivalenten Bildes durch den Färbungsanzeigeabschnitt 28.
9(a) ist eine Farbkarte 90, in der eine horizontale Achse ein Verhältnis von Pixelwerten zwischen einem Röntgentomographiebild LT mit einem Niedrigenergiespektrum und einem Röntgentomographiebild HT mit einem Hochenergiespektrum, in anderen Worten, einen Gewichtungsfaktor α, und eine vertikale Achse einen Farbton (einen Farbtyp (rot, blau, gelb o. Ä.)) darstellt. Obwohl die vertikale Achse hier so normalisiert ist, dass sie von Null bis eins reicht, kann sie mit Hilfe eines Winkels ausgedrückt werden, der von 0 Grad bis 360 Grad reicht.
Da die horizontale Achse der Farbkarte 90 den Gewichtungsfaktor α darstellt, werden Pixels, die als Fett (α = 0,8), Wasser (α = 1,0), Kalzium (α = 1,45) und Jodkontrastmittel (α = 1,9) identifiziert wurden, zur Erleichterung der Wahrnehmung durch den Bediener jeweils in rot, blau, gelb und grün gefärbt. Beispielsweise wird in einem Graph 91 der Farbkarte ein Gewichtungsfaktor α, der sich zwischen 0,95 und 1,40 bewegt, mit derselben Farbe gekennzeichnet. Wenn man eine andere Farbe in dem Färbungsanzeigeabschnitt 28 verwenden will, kann der Graph 91 der Farbkarte, der auf dem Display 60 angezeigt wird, mit Hilfe einer Maus gezogen werden, um den Graph 91 vertikal in eine Richtung, die durch einen Pfeil 93 gezeigt wird, zu einer Position zu bewegen, die durch eine gepunktete Linie dargestellt wird, so dass er seine Farbe verändert. Wenn man allerdings einem Gewichtungsfaktor α, der sich im Bereich von 1,00 bis 1,40 bewegt, dieselbe Farbe zuordnen will, kann der Graph 91 unter Verwendung der Maus gezogen werden, um den Graph horizontal in eine Richtung, die durch den Pfeil 95 angezeigt wird, in eine Position zu bewegen, die durch eine gepunkte te Linie dargestellt wird, so dass der Bereich so verändert wird, dass er dieselbe Farbe hat.
Ferner wird der Übergang der Farbe von Wasser zu Kalzium mit Hilfe vollkommen anderer Farben wiedergegeben, wie in einem Abschnitt 95 des Graphen 91 gezeigt. Andererseits wird der Farbübergang von Kalzium zu Jodkontrastmittel mit Hilfe eines graduell sich verändernden Farbtons wiedergegeben, wie in einem Abschnitt 97 von Graph 91 gezeigt wird. Während in 9 nur eine lineare Veränderung gezeigt wird, kann eine nicht-lineare Farbtonveränderung konfiguriert werden.
Indem der auf diese Weise konfigurierte Farbton verwendet wird, werden spezifische Materialien eingefärbt, und die eingefärbten spezifischen Materialien werden in einem von Niedrigenergie-Tomographiebild LT oder von Tomographiebild HT mit einem hohen Energiespektrum angezeigt. 9(b) zeigt ein Beispiel dafür.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Gewichtungsfaktor α für ein spezifisches Material in einem Dualenergiebild DI auf manuelle oder automatische Art und Weise präzise eingestellt werden. Dann kann das spezifische Material zur Anzeige auf Display 60 auf einfache Weise eingefärbt werden. So kann der Bediener ein präzises Dualenergiebild betrachten, um eine Diagnose zu erstellen. Obwohl sich in den Ausführungsformen die Beschreibung auf Fett, Wasser, Kalzium, Jodkontrastmittel etc. konzentriert hat, wird leicht zu erkennen sein, dass eine Konzentration auf andere Materialien ebenso möglich ist.
Die Bildrekonstruktionstechnik in den Ausführungsformen kann eine dreidimensionale Bildrekonstruktionstechnik gemäß einem konventionell bekannten Feldkampverfahren sein. Die vorangegangenen Ausführungsformen sind nicht spezifisch auf ein bestimmtes Abtastmuster beschränkt. Das bedeutet, dass die gleichen Effekte bei einer beliebigen aus Axialabtastung, Spiralabtastung, Spiralabtastung mit verstellbarem Pitch und Shuttle-Spiralabtastung erreicht werden können. Ferner ist die Scangantry in Bezug auf die Neigung nicht eingeschränkt. Das heißt, dass die gleichen Effekte bei einer so genannten geneigten Abtastung erzielt werden können. Ferner können die vorangegangenen Ausführungsformen bei der Herzbild-Rekonstruktion angewendet werden, bei der ein Bild synchron zu biologischen Signalen, insbesondere Herzsignalen, rekonstruiert wird.
Zum Zwecke der Lieferung eines Röntgentomographie-Bildgebungsgeräts zum Anzeigen eines Dualenergiebildes zur Erleichterung der Diagnose durch einen Bediener umfasst ein Röntgentomographie-Bildgebungsgerät 10: einen Bildvergleichs-Informationsberechnungsabschnitt 24 zur Berechnung von Bildvergleichsinformationen zwischen dem Erstenergie-Projektionsdatensatz LD oder Erstenergie-Tomographiebild LT und dem Zweitenergie-Projektionsdatensatz HD oder Zweitenergie-Tomographiebild HT; einen Region-von-Interesse-Definitionsabschnitt 23 zur Definition einer Region von Interesse; einen Gewichtungsfaktor-Bestimmungsabschnitt 25-2 zur Bestimmung eines Gewichtungsfaktors zur Verwendung bei einer gewichteten Subtraktionsverarbeitung zwischen dem Erstenergie-Projektionsdatensatz LD oder Erstenergie-Tomographiebild LT und dem Zweitenergie-Projektionsdatensatz HD oder Zweitenergie-Tomographiebild HT, so dass die Bildvergleichsinformation in der fraglichen Region von Interesse im Wesentlichen eliminiert werden kann, indem die gewichtete Subtraktionsverarbeitung durchgeführt wird; und einen Dualenergiebild-Rekonstruktionsabschnitt 22 zur Rekonstruktion eines Dualenergiebildes durch die Durchführung einer gewichteten Subtraktionsverarbeitung zwischen dem Erstenergie-Projektionsdatensatz LD oder Erstenergie-Tomographiebild LT und dem Zweitenergie-Projektionsdatensatz HD oder Zweitenergie-Tomographiebild HT, die in dem Bildvergleichs-Informationsberechnungsabschnitt verwendet wurden, wobei ein Gewichtungsfaktor verwendet wird, der in dem Gewichtungsfaktor-Bestimmungsabschnitt bestimmt wurde.

Claims

Röntgentomographie-Bildgebungsgerät (10) zur Erzeugung eines Dualenergiebildes auf der Grundlage eines Erstenergie-Projektionsdatensatzes (LD) oder eines Erstenergie-Tomographiebildes (LT) mit Röntgenstrahlen einer ersten Energie und einem Zweitenergie-Projektionsdatensatz (HD) oder einem Zweitenergie-Tomographiebild (FIT) mit Röntgenstrahlen einer zweiten Energie, welche sich von der ersten Energie unterscheidet, umfassend: einen Bildvergleichs-Informationsberechnungsabschnitt (24) zur Berechnung von Bildvergleichsinformationen zwischen dem Erstenergie-Projektionsdatensatz (LD) oder Erstenergie-Tomographiebild (LT) und dem Zweitenergie-Projektionsdatensatz (HD) oder einem Zweitenergie-Tomographiebild (FIT); einen Region-von-Interesse-Definitionsabschnitt (23) zur Definition einer Region von Interesse; einen Gewichtungsfaktor-Bestimmungsabschnitt (25-2) zur Bestimmung eines Gewichtungsfaktors zur Verwendung bei einer gewichteten Subtraktionsverarbeitung zwischen Erstenergie-Projektionsdatensatz (LD) oder Erstenergie-Tomographiebild (LT) und Zweitenergie-Projektionsdatensatz (HD) oder Zweitenergie-Tomographiebild (FIT), so dass die Bildvergleichsinformationen in der Region von Interesse im Wesentlichen eliminiert werden können, indem eine gewichtete Subtraktionsverarbeitung durchgeführt wird; und einen Dualenergiebild-Rekonstruktionsabschnitt (22) zur Rekonstruktion eines Dualenergiebildes durch die Durchführung einer gewichteten Subtraktionsverarbeitung zwischen dem Erstenergie-Projektionsdatensatz (LD) oder Erstenergie-Tomographiebild (LT) und dem Zweitenergie-Projektionsdatensatz (HD) oder dem Zweitenergie-Tomographiebild (HT), die in dem Bildvergleichs-Informationsberechnungsabschnitt verwendet wurden, indem ein Gewichtungsfaktor verwendet wird, der in dem Gewichtungsfaktor-Bestimmungsabschnitt bestimmt wurde.
Röntgentomographie-Bildgebungsgerät (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildvergleichs-Informationsberechnungsabschnitt (24) durch Subtraktionsverarbeitung zwischen Erstenergie-Projektionsdatensatz (LD) oder Erstenergie-Tomographiebild (LT) und Zweitenergie-Projektionsdatensatz (HD) oder Zweitenergie-Tomographiebild (HT) ein Vergleichsbild rekonstruiert und eine Bildcharakteristikquantität des Vergleichsbildes als Bildvergleichsinformation berechnet.
Röntgentomographie-Bildgebungsgerät (10) gemäß Anspruch 2, ferner umfassend: einen Bildanzeigeabschnitt (28) zum Anzeigen des Vergleichsbildes, wobei der Region-von-Interesse-Definitionsabschnitt (23) die Definition der Region von Interesse auf der Grundlage eines Vergleichsbildes ermöglicht, welches auf dem Bildanzeigeabschnitt angezeigt wird.
Röntgentomographie-Bildgebungsgerät (10) gemäß Anspruch 2 oder 3, ferner umfassend: einen Bildcharakteristikquantität-Anzeigeabschnitt (27) zum Anzeigen einer Bildcharakteristikquantität, die mit der Veränderung des Gewichtungsfaktors variiert, wobei der Gewichtungsfaktor-Bestimmungsabschnitt (25-2) einen Gewichtungsfaktor-Anpassungsabschnitt (25-1) umfasst, der die manuelle Modifikation des Gewichtungsfaktors ermöglicht, während die Veränderung der angezeigten Bildcharakteristikquantität betrachtet werden kann.
Röntgentomographie-Bildgebungsgerät (10) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass: die Bildcharakteristikquantität ein Durchschnittswert oder Medianwert von Pixelwerten für Pixels innerhalb einer Region von Interesse in dem Vergleichsbild ist, und der Gewichtungsfaktor-Bestimmungsabschnitt (25-2) einen Gewichtungsfaktor als Gewichtungsfaktor für die Region von Interesse bestimmt, wenn die Bildcharakteristikquantität Null wird oder in einen bestimmten Bereich um Null herum fällt.
Röntgentomographie-Bildgebungsgerät (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: der Bildvergleichs-Informationsberechnungsabschnitt (24) ein Verhältnis von Pixelwerten zwischen dem Erstenergie-Projektionsdatensatz (LD) oder Erstenergie-Tomogra phiebild (LT) und dem Zweitenergie-Projektionsdatensatz (HD) oder Zweitenergie-Tomographiebild (HT) als die Bildvergleichsinformation berechnet, und der Region-von-Interesse-Definitionsabschnitt (23) eine Region als Region von Interesse extrahiert, welche die gleichen Verhältnisse von Pixelwerten aufweist.
Röntgentomographie-Bildgebungsgerät (10) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass: der Gewichtungsfaktor-Bestimmungsabschnitt (25-2) den Gewichtungsfaktor auf der Grundlage eines Spitzenwertes einer Verteilung von Verhältnissen von Pixelwerten zwischen dem Erstenergie-Projektionsdatensatz (LD) oder Erstenergie-Tomographiebild (LT) und dem Zweitenergie-Projektionsdatensatz (HD) oder Zweitenergie-Tomographiebild (HT) in der Region von Interesse bestimmt.
Röntgentomographie-Bildgebungsgerät (10) gemäß einem der Ansprüche 1-7, ferner umfassend: Färbungsanzeigeabschnitt (28) zur Färbung der Region von Interesse und ihrer überlagerten Anzeige über dem Erstenergie-Tomographiebild (LT) oder dem Zweitenergie-Tomographiebild (HT).
Röntgentomographie-Bildgebungsgerät (10) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass: der Färbungsanzeigeabschnitt (28) eine Vielzahl von verschiedenen Regionen von Interesse einer Testperson in verschiedenen Farben anzeigen kann.
Röntgentomographie-Bildgebungsgerät (10) gemäß Anspruch 6 oder 7, ferner umfassend: Färbungsanzeigeabschnitt (28) zur Durchführung einer Färbung, wobei der Farbton je nach dem Verhältnis von Pixelwerten zwischen dem Erstenergie-Projektionsdatensatz (LD) oder Erstenergie-Tomographiebild (LT) und dem Zweitenergie-Projektionsdatensatz (HD) oder Zweitenergie-Tomographiebild (HT) variiert.