JP5389321B2 - X線断層撮影装置 - Google Patents
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Description
この構成により、ディスプレイに、第一画像または第二画像の少なくとも一方と、デュアルエネルギー像とが表示されるため、操作者は、対象物質の画像を把握しながら、通常のX線断層像も観察することができる。
この構成により、ディスプレイに、第一係数を入力する入力部を表示するので、操作者は、任意の第一係数を入力することができ、それとともに対象物質のデュアルエネルギー像を観察することができる。
この構成により、操作者は、任意の第一係数を係数スライダーをスライドさせながら入力することができ、それとともに第一係数に応じた対象物質のデュアルエネルギー像を観察することができる。
この構成により、デュアルエネルギー像の空気領域に対して影響を与えないようにすることができる。
この構成により、特定の物質が彩色されるため、操作者は観察がしやすくなる。
この構成により、第一係数の変化に応じて色が変化するため、操作者は複数の物質を色で特定することができる。
この構成により、操作者が見やすいように、デュアルエネルギー像の表示を変更することができる。
この構成により、操作者が観察したい体軸方向の部位を、デュアルエネルギー像の表示を見ながら変更することができる。
図1は、本実施形態に係るX線コンピュータ断層撮影装置(X線CT装置)10の構成を示したブロック図である。X線断層撮影装置10は、ガントリ100と、このガントリ100の撮影領域内に被検体HBを挿入する寝台109とを装備している。寝台109は、被検体HBの体軸方向であるZ方向に移動する。ガントリ100は、回転リング102を有し、この回転リング102にコーンビーム形状のX線を照射するX線管101とX線管101に対向して配置された多列X線検出器103とを有している。X線管101は、高エネルギースペクトルを有するX線と低エネルギースペクトルを有するX線とを照射するように構成されている。多列X線検出器103は、被検体HBを透過したX線を検出する。
画像処理部20は、前処理部21と、画像再構成部23、差分画像生成部25および画像彩色部27を有している。
前処理部21は、このデータ収集回路104で収集された生データに対して、チャンネル間の感度不均一を補正し、またX線強吸収体、主に金属部による極端な信号強度の低下又は信号脱落を補正するX線量補正等の前処理を実行する。また前処理部21は、スライス方向に関してフィルタリングを行う。例えば、隣接3列を対象とするとき、チャンネル番号が同じ3チャンネル分の生データを重み付け加算する。重み付け加算は、チャンネル方向に沿って変化する。スライス方向のフィルタリングで、アーチファクト改善、ノイズ改善も制御できる。なお、本実施形態では、前処理を終えたデータを投影データと言う。
図2は、X線断層撮影装置10の動作フローチャートである。本実施形態に係るX線断層撮影装置10の動作手順を説明する。
ステップS13では、断層像撮影を行う。X線管101は高エネルギースペクトルを有するX線と低エネルギースペクトルを有するX線とを被検体HBに照射する。同じ位置の高エネルギースペクトルの断層像HTと低エネルギースペクトルの断層像LTとを再構成するため、回転機構111の回転に応じて高電圧のX線と低電圧のX線が交互に照射される。たとえばX線管101は、X線管101の一回転毎に高電圧と低電圧とが交互に繰り返される。高電圧と低電圧との設定値の代表例はそれぞれ140kV、80kVである。X線検出器103で検出された被写体HBのX線透過像のデータは、記憶装置59に記録される。なお、本実施形態では、電圧により高エネルギースペクトルと低エネルギースペクトルとを発生させているが、X線コーンビーム中にフイルタを挿入することによりエネルギースペクトルを変化させてもよい。また、一回転毎に高電圧と低電圧とを交互に繰り返すのではなく、短期間のパルス毎に高電圧と低電圧とが交互に繰り返されるようにしてもよい。
図3は、高エネルギースペクトルの断層像HTと低エネルギースペクトルの断層像LTとに基づいて、差分(サブトラクション)した断層像の差分画像STを得るフローチャートである。
ステップS31にて、差分画像生成部25は、記憶装置59から高エネルギースペクトルの断層像HTと低エネルギースペクトルの断層像LTとを取得する。そして、ステップS32にて、操作者が設定した第1重み付け係数αを読み取る。第1重み付け係数αは、高エネルギースペクトルの断層像HTに掛けられる係数で、診断したい物質によって異なる。たとえば、脂肪であれば1.1、カルシウムであれば1.4〜1.5、造影剤であれば2.0などである。
ステップS35では、差分画像生成部25は、あるスライスの低エネルギースペクトルの断層像LTの画素D(x,y,z)が、しきい値SHより低い(マイナス方向)CT値であるかを判断する。
ステップS37では、差分画像生成部25は、第2重み付け係数βを掛けた画素D(x,y,z)を元の断層像の画像と置き換えて、補正した低エネルギースペクトルの断層像ALTを生成する。なお、しきい値より低い画像D(x,y,z)に対しては、第2重み付け係数βを掛けるのではなく、低エネルギースペクトルの断層像LTの画像または高エネルギースペクトルの断層像HTの画像をそのまま使用しても良い。
(ALT−HT*α)/(α−1) …数式1
ここで、ALTは、補正した低エネルギースペクトルの断層像であり、HTは高エネルギースペクトルの断層像、αは第1重み付け係数である。
分子(ALT−HT*α)が意味するところは、たとえば、脂肪、骨などのカルシウムやヨード造影剤によるCT値を0とする等価画像を生成している。また、分母(α−1)が意味するところは、CT値のレンジを一定にするためである。CT値のレンジを考慮しない場合には、以下の数式2の計算でよい。
(ALT−HT*α) …数式2
ステップS39では、ステップS38で計算された差分画像STをディスプレイ60に表示する。
図4は、ディスプレイ60に表示された差分画像STの第一表示例である。サムネイル61は、高エネルギースペクトルの断層像HTであり、サムネイル62は、低エネルギースペクトルの断層像LTである。また、サムネイル63は、数式1により生成された差分画像STである。この差分画像STは、ヨード造影剤のCT値が0となった等価画像である。
なお、図4ないし図6において、エネルギースペクトルの断層像HTおよび低エネルギースペクトルの断層像LTの両方を表示していたが、少なくとも一方を表示してもよい。また、彩色画像を高エネルギースペクトルの断層像HTまたは低エネルギースペクトルの断層像LTの一方の画像に合成したが、高エネルギースペクトルの断層像HTおよび低エネルギースペクトルの断層像LTの平均画像に彩色した画像を合成しても良い。
51 … 高電圧・低電圧発生器、60 … ディスプレイ
61 … 高エネルギースペクトルの断層像HT、
62 … 低エネルギースペクトルの断層像LT
63,161,162,163,165,166 … 差分画像(デュアルエネルギー像)
64 … 第1重み付け係数α用操作スライダー
164 … Z方向スライダー
100 … ガントリ
101 … X線管
103 … X多列X線検出器
HB … 被検体
Claims (8)
- 第一エネルギースペクトルを有するX線と、前記第一エネルギースペクトルとは異なる第二エネルギースペクトルを有するX線とを被検体に照射するX線管と、
前記被検体に照射された前記第一エネルギースペクトルのX線と前記第二エネルギースペクトルのX線とを検出するX線検出部と、
前記検出された第一エネルギースペクトルのX線と前記第二エネルギースペクトルのX線とに基づいて、第一画像と第二画像とを画像再構成する画像再構成手段と、
前記第一画像および第二画像から、デュアルエネルギー像を生成するデュアルエネルギー像生成手段と、
前記第一画像または第二画像の少なくとも一方と、デュアルエネルギー像とを表示するディスプレイとを有するX線断層撮影装置であって、
前記デュアルエネルギー像生成手段は、前記第二画像を第一係数にて重み付けしたものを前記第一画像から差し引くことにより、前記デュアルエネルギー像を作成するものであって、前記第一エネルギースペクトルのX線と前記第二エネルギースペクトルのX線とによるエネルギー吸収差が少ない画素のCT値としきい値とを比較し、しきい値以下の前記第一画像の画素に対して、第二係数を積算するものであり、
前記ディスプレイは、前記第一係数を入力する入力部を表示することを特徴とするX線断層撮影装置。 - 前記入力部は、前記第一係数を所定の範囲で変更できる係数スライダーを含むことを特徴とする請求項1に記載のX線断層撮影装置。
- 前記ディスプレイは、前記デュアルエネルギー像として所定の物質のCT値がゼロとなる画像を得るために設定すべき前記係数スライダーの位置を示す指標を表示することを特徴とする請求項2に記載のX線断層撮影装置。
- 前記デュアルエネルギー像生成手段は、前記デュアルエネルギー像に対して彩色することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のX線断層撮影装置。
- 前記デュアルエネルギー像生成手段は、前記第一係数の変化に応じて色を変えることを特徴とする請求項4に記載のX線断層撮影装置。
- 前記ディスプレイは、前記デュアルエネルギー像における前記被検体の体軸方向の位置を変更する位置スライダーを表示することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のX線断層撮影装置。
- 前記第一係数および第二係数は、1から3までの範囲にて設定されることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のX線断層撮影装置。
- 前記しきい値は、−800から−1000までの範囲にて設定されることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のX線断層撮影装置。
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