專利名稱：X射線ct裝置以及圖像數(shù)據(jù)生成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及X射線CT裝置，特別是涉及可高效生成任意圖像斷面上的圖像數(shù)據(jù)的X射線CT裝置以及圖像數(shù)據(jù)生成方法。
背景技術(shù)：
在近年的X射線CT裝置中，伴隨著X射線檢測裝置及運(yùn)算處理裝置的高速化、高性能化，通過與X射線投影數(shù)據(jù)的收集并行進(jìn)行的高速圖像重構(gòu)，切層面(垂直于被檢體的體軸方向的斷面)上的CT圖像的實(shí)時顯示就成為可能。進(jìn)而，通過使用不僅對掃描方向(架臺的旋轉(zhuǎn)方向)，還對切層方向(被檢體的體軸方向)也排列了多個X射線檢測元件的2維X射線檢測器，可大致同時進(jìn)行多個切層面上的X射線投影數(shù)據(jù)(下面，稱為投影數(shù)據(jù))的收集、和此切層面的圖像數(shù)據(jù)(軸向圖像數(shù)據(jù))的生成的多切層方式的CT裝置已被實(shí)用化。
另一方面，在取得軸向圖像以外的任意斷面上的圖像數(shù)據(jù)的情況下、使用通過使被檢體的診斷部位在體軸方向移動所收集到的投影數(shù)據(jù)來生成多張軸向圖像數(shù)據(jù)、或者3維的體積數(shù)據(jù)(ボリユ一ムデ一タ)，接著，從這些圖像數(shù)據(jù)之中進(jìn)行任意圖像斷面上的圖像數(shù)據(jù)(所謂MPR(multi planar reconstruction)圖像數(shù)據(jù))的生成。(例如，參照日本專利申請公開特開2003-116838號公報(bào)第11-12頁、第9-10圖)。
從多張軸向圖像數(shù)據(jù)來把握被檢體的診斷區(qū)域上的3維信息并不容易。為此，以往如上述那樣，采用基于上述軸向圖像數(shù)據(jù)來生成對診斷區(qū)域最佳斷面的MPR圖像數(shù)據(jù)的方法。在此情況下，首先，需要通過合成診斷區(qū)域上的多個軸向圖像數(shù)據(jù)來生成3維圖像數(shù)據(jù)，在此3維圖像數(shù)據(jù)的生成上需要許多時間。為此，在短時間生成MPR圖像數(shù)據(jù)就變得困難，不僅使診斷效率降低而且?guī)Ыo操作者較大的負(fù)擔(dān)。
另一方面，雖然通過使上述軸向圖像數(shù)據(jù)的像素?cái)?shù)或切層間隔稀疏，就可縮短3維圖像數(shù)據(jù)的生成上所要的時間，但由此時所得到的3維圖像數(shù)據(jù)所生成的MPR圖像數(shù)據(jù)的像素也變得稀疏，從而，就生成分辨率劣化的MPR圖像數(shù)據(jù)。即、圖像的分辨率和圖像數(shù)據(jù)生成時間處于折衷的關(guān)系，難以同時滿足兩者。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種X射線CT裝置以及圖像數(shù)據(jù)生成方法，可在MPR圖像數(shù)據(jù)的生成中，以短時間生成分辨率優(yōu)良的MPR圖像數(shù)據(jù)。
為此，本發(fā)明的第1技術(shù)方案提供一種X射線CT裝置，具備收集與被檢體的3維區(qū)域有關(guān)的投影數(shù)據(jù)的部件；按照操作者指示在上述3維區(qū)域內(nèi)以任意的方向來設(shè)定斷面的部件；確定與上述所設(shè)定的斷面交叉的多個重構(gòu)部分的部件；基于上述投影數(shù)據(jù)來重構(gòu)與上述所確定的多個重構(gòu)部分有關(guān)的多個部分圖像的重構(gòu)部件；以及基于上述所重構(gòu)的多個部分圖像來生成與上述所設(shè)定的斷面有關(guān)的圖像的部件。
本發(fā)明的第2技術(shù)方案提供一種X射線CT裝置，具備收集與被檢體的3維區(qū)域有關(guān)的投影數(shù)據(jù)的部件；基于上述所收集的投影數(shù)據(jù)來生成多個定位用圖像的定位用圖像生成部件；顯示上述定位用圖像的顯示部件；按照操作者指示在上述所顯示的定位用圖像上以任意的方向來設(shè)定斷面的斷面設(shè)定部件；確定與上述設(shè)定的斷面交叉的多個重構(gòu)部分的部件；基于上述投影數(shù)據(jù)來生成與上述多個重構(gòu)部分有關(guān)的多個部分圖像的部件；以及基于上述多個部分圖像來生成與上述斷面有關(guān)的圖像的部件。
本發(fā)明的第3技術(shù)方案提供一種X射線CT裝置，具備連續(xù)收集與被檢體的3維區(qū)域有關(guān)的投影數(shù)據(jù)的部件；按照操作者指示在上述3維區(qū)域內(nèi)以任意的方向來設(shè)定斷面的部件；確定與上述所設(shè)定的斷面交叉的多個重構(gòu)部分的部件；基于上述投影數(shù)據(jù)來連續(xù)重構(gòu)與上述所確定的多個重構(gòu)部分有關(guān)的多個部分圖像的重構(gòu)部件；基于上述所重構(gòu)的多個部分圖像來連續(xù)生成與上述所設(shè)定的斷面有關(guān)的圖像的部件；以及連續(xù)顯示上述圖像的顯示部件。
本發(fā)明的第4技術(shù)方案提供一種圖像生成裝置，具備在被檢體的3維區(qū)域內(nèi)按照操作者指示以任意的方向來設(shè)定斷面的部件；確定與上述所設(shè)定的斷面交叉的多個重構(gòu)部分的部件；基于上述3維區(qū)域的投影數(shù)據(jù)來重構(gòu)與上述所確定的多個重構(gòu)部分有關(guān)的多個部分圖像的重構(gòu)部件；以及基于上述所重構(gòu)的多個部分圖像來生成與上述所設(shè)定的斷面有關(guān)的圖像的部件。
本發(fā)明的第5技術(shù)方案提供一種圖像生成裝置，具備基于被檢體的3維區(qū)域的投影數(shù)據(jù)來生成多個定位用圖像的定位用圖像生成部件；顯示上述定位用圖像的顯示部件；按照操作者指示在上述所顯示的定位用圖像上以任意的方向來設(shè)定斷面的斷面設(shè)定部件；確定與上述所設(shè)定的斷面交叉的多個重構(gòu)部分的部件；基于上述投影數(shù)據(jù)來生成與上述多個重構(gòu)部分有關(guān)的多個部分圖像的部件；以及基于上述多個部分圖像來生成與上述斷面有關(guān)的圖像的部件。
本發(fā)明的第6技術(shù)方案提供一種圖像數(shù)據(jù)生成方法，包括從與被檢體有關(guān)的多個切層面的投影數(shù)據(jù)中抽取特定的切層面的投影數(shù)據(jù)；基于上述所抽取出的投影數(shù)據(jù)生成定位用圖像；顯示上述定位用圖像；確定與在上述所顯示的定位用圖像上以任意的方向所設(shè)定的斷面交叉的多個重構(gòu)部分；基于上述所收集的投影數(shù)據(jù)來重構(gòu)與上述多個重構(gòu)部分有關(guān)的多個部分圖像；以及由上述所重構(gòu)的多個部分圖像生成與上述所設(shè)定的斷面有關(guān)的圖像。
本發(fā)明的第7技術(shù)方案提供一種圖像數(shù)據(jù)生成方法，包括連續(xù)收集與被檢體的3維區(qū)域有關(guān)的投影數(shù)據(jù)；連續(xù)重構(gòu)與多個重構(gòu)部分有關(guān)的多個部分圖像，該多個重構(gòu)部分與按照操作者指示所設(shè)定的斷面交叉；基于上述所重構(gòu)的多個部分圖像來連續(xù)生成與上述所設(shè)定的斷面有關(guān)的圖像；以及連續(xù)顯示上述圖像。
本發(fā)明另外的目的和特征將在以下的說明中得以闡明，并部分地從該說明而顯而易見，或者可通過本發(fā)明的實(shí)施而得以了解。本發(fā)明的所述目的和特征可通過在下文中特別指出的手段及其組合而得以實(shí)現(xiàn)和獲得。


附圖包含在說明書中并構(gòu)成其一部分，表明目前本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式并與上面所給出的概括說明和下面給出的其優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)說明一起用于闡述本發(fā)明的原理。
圖1是表示有關(guān)本發(fā)明第1實(shí)施例的X射線CT裝置全體構(gòu)成的框圖。
圖2是表示該實(shí)施例中的X射線檢測器及投影數(shù)據(jù)收集部的構(gòu)成的圖。
圖3是表示該實(shí)施例中的MPR圖像數(shù)據(jù)的生成過程的流程圖。
圖4是表示該實(shí)施例中的投影數(shù)據(jù)的收集位置的圖。
圖5是表示該實(shí)施例中的MPR圖像斷面的設(shè)定方法的圖。
圖6是表示該實(shí)施例中的MPR圖像的像素、與被用于此像素的投影數(shù)據(jù)的關(guān)系的圖。
圖7是表示該實(shí)施例的顯示部上所顯示的MPR圖像的具體例子的圖。
圖8是表示該實(shí)施例的顯示部上所顯示的MPR圖像的其他具體例子的圖。
圖9是表示本發(fā)明第2實(shí)施例中的MPR圖像數(shù)據(jù)的生成過程的流程圖。
圖10是表示該實(shí)施例中的投影數(shù)據(jù)的收集方法的圖。
圖11是表示本發(fā)明第1實(shí)施例及第2實(shí)施例中的定位用圖像的顯示方法的變形例的圖。
圖12是圖3的S3～S7的補(bǔ)足說明圖。
圖13是表示在本實(shí)施例中對應(yīng)于MPR面的重構(gòu)位置(重構(gòu)部分區(qū)域)的圖。
圖14是表示在本實(shí)施例中對應(yīng)于3維面的重構(gòu)位置(重構(gòu)部分區(qū)域)的圖。
圖15是圖5的詳細(xì)圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施例。
(第1實(shí)施例)與本發(fā)明第1實(shí)施例相關(guān)的X射線CT裝置具備具有被2維狀地排列的多個X射線檢測元件的多切層方式的X射線檢測器。與被檢體的3維區(qū)域有關(guān)的投影數(shù)據(jù)(第1投影數(shù)據(jù))以第1切層間隔ΔZ1例如按320切層進(jìn)行收集。從得到的320切層的投影數(shù)據(jù)，以第2切層間隔ΔZ2(ΔZ2＞ΔZ1)抽取出離散的、例如32切層的投影數(shù)據(jù)(第2投影數(shù)據(jù))。根據(jù)所抽取出的第2投影數(shù)據(jù)對32切層斷層圖像進(jìn)行重構(gòu)。對于切層方向分辨率低的32切層的斷層圖像，被用作用于操作者對高分辨率的斷層圖像(MPR圖像)的斷面(斜向面)的位置及方向進(jìn)行設(shè)定的定位用圖像。在多個定位用圖像上以任意的位置和方向來設(shè)定斷面。與所設(shè)定的斜向面和第1切層間隔的320切層交叉位置相對應(yīng)的320個部分被重構(gòu)。該部分以外則不進(jìn)行重構(gòu)。通過連結(jié)經(jīng)過重構(gòu)的320個部分圖像并根據(jù)需要進(jìn)行插補(bǔ)，與該斜向面有關(guān)的高分辨率的斷層圖像(MPR圖像)就得以生成。
(裝置的構(gòu)成)下面，使用圖1及圖2就本發(fā)明第1實(shí)施例中的X射線CT裝置的構(gòu)成進(jìn)行說明。圖1是表示本實(shí)施例中的X射線CT裝置全體構(gòu)成的框圖，此X射線CT裝置100具備放置被檢體30并插入后述的架臺旋轉(zhuǎn)部2的開口部的床臺1，在被檢體30的周圍旋轉(zhuǎn)動作的架臺旋轉(zhuǎn)部2，以及使床臺1和架臺旋轉(zhuǎn)部2移動或旋轉(zhuǎn)得以執(zhí)行的床臺·架臺機(jī)構(gòu)部3，進(jìn)而，還具備控制此床臺·架臺機(jī)構(gòu)部3的機(jī)構(gòu)控制部4，對被檢體30照射X射線的X射線發(fā)生部5，以及對透過被檢體30的X射線數(shù)據(jù)進(jìn)行收集的投影數(shù)據(jù)收集部6。
X射線CT裝置100具備對由上述投影數(shù)據(jù)收集部6所收集的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)后生成圖像數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)生成部7，顯示所生成的圖像數(shù)據(jù)的顯示部9，輸入攝影條件等的輸入部10，以及對上述各單元統(tǒng)括地進(jìn)行控制的系統(tǒng)控制部11。
床臺1具有通過床臺·架臺機(jī)構(gòu)部3的驅(qū)動、可在其長邊方向進(jìn)行滑動的防護(hù)板(蓋板)，通常，被檢體30被放置成其體軸方向與此防護(hù)板的長邊方向大致一致。另外，機(jī)構(gòu)控制部4，根據(jù)來自系統(tǒng)控制部11的控制信號對來控制朝床臺1的防護(hù)板的長軸方向的移動及架臺旋轉(zhuǎn)部2的旋轉(zhuǎn)速度等。
X射線發(fā)生部5具備對被檢體30照射X射線的X射線管13，發(fā)生在此X射線管13的陽極與陰極之間外加的高電壓的高壓發(fā)生器12，對從X射線管13照射的X射線進(jìn)行準(zhǔn)直的X射線光闌器14，以及用于對安裝在架臺旋轉(zhuǎn)部2上的X射線管13供給電力的滑環(huán)15。
X射線管13是發(fā)生X射線的真空管，通過從高壓發(fā)生器12供給的高電壓使電子加速，并碰撞到鎢對陰極(X射線管中的靶子)使X射線發(fā)生。另外，X射線光闌器14，位于X射線管13與被檢體30之間，具有將從X射線管13放射的X射線束按預(yù)定的顯影尺寸通過光闌的功能。例如，基于有效視場區(qū)域(FOV)使從X射線管13放射的X射線束成形為錐形射束(四角錐)狀，或者扇形射束狀的X射線束。
投影數(shù)據(jù)收集部6具備對透過被檢體30的X射線進(jìn)行檢測的X射線檢測器16，將來自此X射線檢測器16的信號按預(yù)定的信道數(shù)進(jìn)行捆束的開關(guān)組17，對來自開關(guān)組17的輸出信號進(jìn)行A/D變換的數(shù)據(jù)收集電路(下面，稱為DAS(data acquisition system))18，將DAS18的輸出非接觸地提供給圖像數(shù)據(jù)生成部7的數(shù)據(jù)傳送電路19。
X射線管13、X射線光闌器14、滑環(huán)15和投影數(shù)據(jù)收集部6被設(shè)置于可相對架臺固定部旋轉(zhuǎn)的架臺旋轉(zhuǎn)部2，通過機(jī)構(gòu)控制部4的驅(qū)動控制信號，在平行于被檢體30的體軸方向(Z方向)的旋轉(zhuǎn)中心軸的周圍進(jìn)行1次旋轉(zhuǎn)/秒至2次旋轉(zhuǎn)/秒的高速旋轉(zhuǎn)。
使用圖2對投影數(shù)據(jù)收集部6中的X射線檢測器16、開關(guān)組17以及DAS18的構(gòu)成進(jìn)行描述。圖2A表示X射線檢測元件51被2維排列的X射線檢測器16的展開圖，各個X射線檢測元件51具有閃爍器和光電二極管。
在多切層方式的X射線檢測器16中，對作為被檢體30的體軸方向的切層方向(Z方向)配置X射線檢測元件51例如80個元件，又對垂直于上述切層方向的通道方向(X方向)配置24個元件。其中，在通道方向所排列的X射線檢測元件51，實(shí)際上是沿以X射線管13的焦點(diǎn)為中心的圓弧被安裝于架臺旋轉(zhuǎn)部2。然后，在X射線檢測器16的切層方向上，將用于取得0.5mm切層厚的數(shù)據(jù)的X射線檢測元件51在其中心部配置32個元件，并分別在這些32個元件的X射線檢測元件51的兩端，將用于取得1.0mm切層厚的數(shù)據(jù)的X射線檢測元件51各配置24個元件。
返回圖1，投影數(shù)據(jù)收集部6的開關(guān)組17，在將由X射線檢測器16所檢測到的信號傳送至DAS18時，將來自切層方向上的X射線檢測元件51的接收信號按預(yù)定信道數(shù)進(jìn)行“數(shù)據(jù)捆束(デ一タ束ね)”后提供給DAS18。
DAS18具有多個信道的接收部，此接收部將來自X射線檢測器16的電流信號變換成電壓，進(jìn)而，通過未圖示的A/D變換器變換成數(shù)字信號后生成投影數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)傳送電路19將從DAS18輸出的投影數(shù)據(jù)，例如通過光通信手段送往后述的圖像數(shù)據(jù)生成部7的投影數(shù)據(jù)存儲電路20進(jìn)行保存。此外，只要可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)體與固定體之間的信號傳送，此數(shù)據(jù)傳送方法也可換成其他方法，例如，也可以使用已經(jīng)描述過的滑環(huán)。其中，X射線檢測器16要在1次旋轉(zhuǎn)(約1秒)之間進(jìn)行龐大的2維投影數(shù)據(jù)的檢測，為了實(shí)現(xiàn)這種龐大的投影數(shù)據(jù)的傳送，DAS18和數(shù)據(jù)傳送電路19就要求高速處理功能。
接著，使用圖2B對上述投影數(shù)據(jù)收集部6中的“數(shù)據(jù)捆束”進(jìn)行說明。但是，為了簡化說明，在此圖2B中對通道方向一個通道上，沿其切層方向排列了12個X射線檢測元件51-1至51-12的情形進(jìn)行描述。
即，在圖2B的X射線檢測器16中，例如在切層方向的中心部以0.5mm間隔配置8個元件、X射線檢測元件51-3至51-10，并分別在其兩端以1mm間隔配置2個元件、即X射線檢測元件51-1至51-2以及51-11至51-12。另一方面，DAS18，例如由8列接收部52-1至52-8構(gòu)成，開關(guān)組17，將在X射線檢測元件51中所檢測的12列的接收信號按8列進(jìn)行“數(shù)據(jù)捆束”。
通過此“數(shù)據(jù)捆束”，改變多切層中的切層厚就成為可能。例如，經(jīng)由開關(guān)組17分別將X射線檢測元件51-3至51-10連接到DAS18的接收部52-1至52-8，由此就得到8個切層的0.5mm的切層寬度的數(shù)據(jù)。另一方面，在要求切層厚1mm的數(shù)據(jù)的情況下，分別將X射線檢測元件51-1連接到接收部52-1，將X射線檢測元件51-2連接到接收部52-2，將X射線檢測元件51-3和51-4連接到接收部52-3，將X射線檢測元件51-5和51-6連接到接收部52-4。同樣，將X射線檢測元件51-7和51-8連接到接收部52-5，將X射線檢測元件51-9和51-10連接到接收部52-6，將X射線檢測元件51-11連接到接收部52-7，將X射線檢測元件51-12連接到接收部52-8。
根據(jù)同樣的方法，通過對從圖2A所示的X射線檢測器16的0.5mm間隔的X射線檢測元件51得到的檢測信號進(jìn)行上述的“數(shù)據(jù)捆束”，與將排列間隔1mm的X射線檢測元件51在切層方向排列了64個元件情況等價的投影數(shù)據(jù)就得以收集。即，此情況下的切層方向上的等價檢測元件數(shù)為64。通過這種“數(shù)據(jù)捆束”，在以高分辨率對狹窄區(qū)域進(jìn)行攝影，和以高靈敏度對寬廣區(qū)域進(jìn)行攝影的任一情況下就都可進(jìn)行對應(yīng)。
再次返回圖1，圖像數(shù)據(jù)生成部7具備投影數(shù)據(jù)存儲電路20、重構(gòu)運(yùn)算電路21和圖像數(shù)據(jù)存儲電路22，進(jìn)而，還具備重構(gòu)區(qū)域計(jì)算電路23和圖像數(shù)據(jù)處理電路24。
投影數(shù)據(jù)存儲電路20是對由X射線檢測器16進(jìn)行檢測，并通過數(shù)據(jù)傳送電路19所送來的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行保存的存儲電路，將對被檢體30的多個切層面所收集的投影數(shù)據(jù)保存起來。重構(gòu)運(yùn)算電路21對保存在投影數(shù)據(jù)存儲電路中的投影數(shù)據(jù)(第1投影數(shù)據(jù))之中抽取出的預(yù)定間隔的投影數(shù)據(jù)(第2投影數(shù)據(jù))實(shí)施重構(gòu)處理后生成多張軸向圖像數(shù)據(jù)(下面，稱為2維定位用圖像數(shù)據(jù))，進(jìn)而，使用第1投影數(shù)據(jù)生成與此2維定位用圖像斷面交叉的1張、或者多張任意圖像斷面的圖像數(shù)據(jù)(在下面，為方便起見稱為MPR圖像數(shù)據(jù))。
另外，圖像數(shù)據(jù)處理電路24，在對由重構(gòu)運(yùn)算電路21所發(fā)生的多張2維定位用圖像，根據(jù)需要進(jìn)行了圖像面內(nèi)及圖像間的數(shù)據(jù)插補(bǔ)后，進(jìn)行體積再現(xiàn)(ボリユ一ムレンダリンゲ)處理等以生成可使被檢體30的體表面或臟器表面強(qiáng)調(diào)顯示的3維定位用圖像數(shù)據(jù)。
另一方面，重構(gòu)區(qū)域計(jì)算電路23，計(jì)算為了生成對顯示在顯示部9上的2維定位用圖像或者3維定位用圖像所設(shè)定的斷面(斜向面)的MPR圖像而必須的多個部分。多個部分是與數(shù)據(jù)收集切層面和斜向面交叉的線區(qū)域(1維區(qū)域)或者以該線為中心的預(yù)定寬度的區(qū)域(2維區(qū)域)。
圖像數(shù)據(jù)存儲電路22，進(jìn)行由重構(gòu)運(yùn)算電路21所生成的多張2維定位用圖像或MPR圖像，進(jìn)而，基于2維定位用圖像由圖像數(shù)據(jù)處理電路24生成的3維定位用圖像的數(shù)據(jù)保存。
顯示部9具備顯示數(shù)據(jù)生成電路26、變換電路27和監(jiān)視器28。顯示數(shù)據(jù)生成電路26，將3維定位用圖像數(shù)據(jù)及MPR圖像數(shù)據(jù)，和與各自的圖像數(shù)據(jù)有關(guān)的附帶信息重疊起來進(jìn)行保存。特別是，在3維定位用圖像數(shù)據(jù)上，重疊由輸入部10所設(shè)定的MPR圖像斷面的輪廓等圖形信息。然后，這些顯示數(shù)據(jù)，在用變換電路27進(jìn)行了D/A變換和電視格式變換后被顯示在監(jiān)視器28上。此外，通過使用顯示部9的監(jiān)視器28和輸入部10，操作者與裝置的對話就成為可能。
輸入部10是具備顯示面板或鍵盤、各種開關(guān)、選擇按鈕、鼠標(biāo)等輸入設(shè)備的交互式接口，操作者在投影數(shù)據(jù)的收集之前，通過此輸入部10進(jìn)行投影數(shù)據(jù)收集條件、重構(gòu)條件、圖像顯示條件等各種設(shè)定。
在投影數(shù)據(jù)收集條件中，有攝影部位、掃描方式、切層間隔、切層數(shù)、管電壓/管電流、攝影區(qū)域大小、掃描間隔、觀測間隔，床臺1的移動速度等。此外，掃描間隔是在預(yù)定的切層位置所拍攝的多張圖像數(shù)據(jù)的攝影時間間隔，例如，在掃描間隔為2秒的情況下，如果X射線管13及X射線檢測器16的旋轉(zhuǎn)速度為1次旋轉(zhuǎn)/秒，則每2次旋轉(zhuǎn)進(jìn)行1次攝影。另外，觀測間隔是X射線管13及X射線檢測器16的旋轉(zhuǎn)方向上的數(shù)據(jù)收集間隔。
在重構(gòu)條件中有重構(gòu)方式、重構(gòu)區(qū)域大小、重構(gòu)矩陣大小(マトリクスサイズ)，及切層方向上的圖像數(shù)據(jù)間隔或圖像數(shù)據(jù)張數(shù)等，并分別對2維定位用圖像數(shù)據(jù)或MPR圖像數(shù)據(jù)設(shè)定上述重構(gòu)條件。
作為圖像顯示條件，有定位用圖像數(shù)據(jù)的顯示方法或MPR圖像數(shù)據(jù)的顯示方法、對這些圖像數(shù)據(jù)的顯示所必需的圖像處理法。例如，作為定位用圖像數(shù)據(jù)的顯示方法有經(jīng)過表面強(qiáng)調(diào)顯示的3維定位用圖像數(shù)據(jù)的顯示，作為對于此顯示的圖像處理法則體積再現(xiàn)法為優(yōu)選。
對于顯示在顯示部9上的3維定位用圖像的MPR圖像斷面的設(shè)定及各種指令信號的輸入也是使用此輸入部10的輸入設(shè)備來進(jìn)行。
系統(tǒng)控制部11具備未圖示的CPU和存儲電路，將從輸入部10送來的各種設(shè)定條件，或各種指令信號暫時保存在內(nèi)部的存儲電路中。然后，按照來自此輸入部10的指示，對機(jī)構(gòu)控制部4、X射線發(fā)生部5、投影數(shù)據(jù)處理部6、圖像數(shù)據(jù)生成部7以及顯示部9等各單元統(tǒng)括地進(jìn)行控制。
(MPR圖像數(shù)據(jù)的生成過程)接著，使用圖3～圖8、圖12～圖15對本第1實(shí)施例中的MPR圖像數(shù)據(jù)的生成過程進(jìn)行說明。此外，圖3是表示本實(shí)施例中的MPR圖像數(shù)據(jù)的生成過程的流程圖。
裝置的操作者在投影數(shù)據(jù)的收集之前，將對上述投影數(shù)據(jù)的收集及圖像重構(gòu)，進(jìn)而對圖像處理所必需的投影數(shù)據(jù)收集條件、重構(gòu)條件、圖像顯示條件等在輸入部10中進(jìn)行設(shè)定，系統(tǒng)控制部II將所設(shè)定的這些條件保存在未圖示的存儲電路中。
圖4中示出本實(shí)施例中的投影數(shù)據(jù)的收集位置。在此實(shí)施例中，如已經(jīng)在圖2A中所示那樣，使用X射線檢測元件51在通道方向上為24個元件、在切層方向上為80元件這樣被2維排列的X射線檢測器16。然后，通過使此X射線檢測器16在切層方向(體軸方向)上以預(yù)定速度進(jìn)行移動就能夠用短時間來收集寬廣范圍的投影數(shù)據(jù)。
例如，在切層方向上對長度為320mm的診斷區(qū)域(3維區(qū)域)分別在第1切層間隔ΔZ1以1mm被設(shè)定的多個切層位置(Z＝Z1至Z＝Z320)收集投影數(shù)據(jù)。在此情況下，在初始位置X射線檢測器16在被檢體30的周圍旋轉(zhuǎn)而得到的投影數(shù)據(jù)就相應(yīng)為Z＝Z1至Z＝Z64上的64個切層，從而，通過使被檢體30在切層方向上以64mm間隔移動5步，來收集全診斷區(qū)域上的投影數(shù)據(jù)。
如果上述諸條件的設(shè)定結(jié)束，則將被檢體30放置在床臺1的防護(hù)板上，并在切層方向上移動被檢體30以使架臺旋轉(zhuǎn)部2對于此被檢體30的上述切層位置Z＝Z1至Z64被配置在預(yù)定的位置(步驟S1)。
接著，操作者在輸入部10輸入用于進(jìn)行投影數(shù)據(jù)的收集和定位用畫燥數(shù)據(jù)的生成以及顯示的指令信號。從輸入部10接收到此指令信號的系統(tǒng)控制部11，通過機(jī)構(gòu)控制部4將控制信號提供給床臺·架臺機(jī)構(gòu)部3，使X射線管13和X射線檢測器16被對置裝配的架臺旋轉(zhuǎn)部2在被檢體30的周圍以1次旋轉(zhuǎn)/秒～2次旋轉(zhuǎn)/秒的速度旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行投影數(shù)據(jù)的收集。
在朝被檢體30進(jìn)行X射線照射時，高壓發(fā)生器12按照保存在系統(tǒng)控制部11的未圖示的存儲電路中的管電壓及管電流的設(shè)定條件，將對用于投影數(shù)據(jù)收集的X射線照射所必需的電力(管電壓和管電流)供給X射線管13。X射線管13，接受此電力的供給，并向被檢體30照射扇形射束X射線。
從X射線管13照射后透過被檢體30的X射線，由投影數(shù)據(jù)收集部6的X射線檢測器16進(jìn)行檢測。即，透過被檢體30的X射線，在利用“數(shù)據(jù)捆束”的切層方向的等價元件數(shù)為64、通道方向的元件數(shù)為24的X射線檢測器16中被變換成與透過線量成比例的電荷(電流)。進(jìn)而，此電流被供給DAS18并變換成電壓后進(jìn)行A/D變換，相應(yīng)生成64切層的投影數(shù)據(jù)。
此投影數(shù)據(jù)被送往架臺旋轉(zhuǎn)部2上所安裝的數(shù)據(jù)傳送電路19的發(fā)送部而變換成光信號，并通過空中由安裝于架臺固定部的數(shù)據(jù)傳送電路19的接收部進(jìn)行接收。然后，接收到的投影數(shù)據(jù)被保存在圖像數(shù)據(jù)生成部7的投影數(shù)據(jù)存儲電路20中。
這種對于被檢體30的X射線的照射和X射線透過數(shù)據(jù)的檢測，一邊使X射線管13及X射線檢測器16在被檢體30的周圍旋轉(zhuǎn)一邊來進(jìn)行，例如，在以1000次/旋轉(zhuǎn)的頻率向被檢體30照射X射線的情況下，則對于64個切層、64000/秒～128000/秒的投影數(shù)據(jù)就得以收集。然后，在各切層位置(Z＝Z1至Z64)上所收集的投影數(shù)據(jù)被保存于投影數(shù)據(jù)存儲電路20。
接著，機(jī)構(gòu)控制部4，按照來自系統(tǒng)控制部11的指示信號將控制信號供給床臺·架臺機(jī)構(gòu)部3，使床臺1朝切層方向相應(yīng)移動預(yù)定的移動間隔ΔZM＝64mm。然后，通過與上述同樣的過程對Z＝Z65至Z128的切層位置上的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，并保存在投影數(shù)據(jù)存儲電路20中。進(jìn)而，將在Z＝Z129至Z192、Z＝Z193至Z256、Z＝Z257至Z320的切層位置上所收集的投影數(shù)據(jù)保存在投影數(shù)據(jù)存儲電路20中，結(jié)束診斷區(qū)域上的投影數(shù)據(jù)的收集和保存(步驟S2)。
關(guān)于1mm切層間隔的320張的切層面的投影數(shù)據(jù)(第1投影數(shù)據(jù))被收集。與該收集并行，系統(tǒng)控制部11將用于定位用圖像數(shù)據(jù)生成的關(guān)于最初切層位置(例如Z＝Z10)的位置信息供給重構(gòu)運(yùn)算電路21。重構(gòu)運(yùn)算電路21，從保存于投影數(shù)據(jù)存儲電路20的投影數(shù)據(jù)之中將對應(yīng)于切層位置的投影數(shù)據(jù)，例如在180度+扇形射束角度的范圍讀出后進(jìn)行重構(gòu)處理(半重構(gòu)處理)，并生成2維定位用圖像數(shù)據(jù)。進(jìn)而，對與切層間隔ΔZ2以10mm被設(shè)定的第2切層位置(Z＝Z20)至第32切層位置(Z＝Z320)相對應(yīng)的投影數(shù)據(jù)(第2投影數(shù)據(jù))也進(jìn)行重構(gòu)處理以生成2維定位用圖像數(shù)據(jù)、最終以10mm切層間隔生成32切層的2維定位用圖像，并保存在圖像數(shù)據(jù)存儲電路22中。
接著，圖像數(shù)據(jù)處理電路24，讀出圖像數(shù)據(jù)存儲電路22中所保存的32張2維定位用圖像的數(shù)據(jù)。然后，基于由系統(tǒng)控制部11所供給的圖像處理法的設(shè)定數(shù)據(jù)，對這些32張的2維定位用圖像的數(shù)據(jù)進(jìn)行切層方向的數(shù)據(jù)插補(bǔ)和合成，進(jìn)而，生成通過體積再現(xiàn)處理對體表面或臟器邊界面進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)顯示的單一3維定位用圖像的數(shù)據(jù)。然后，所生成的3維定位用圖像數(shù)據(jù)被保存在圖像數(shù)據(jù)存儲電路22中，同時顯示在顯示部9的監(jiān)視器28上(步驟S3)。
操作者使用輸入部10的輸入設(shè)備對顯示在顯示部9上的3維定位用圖像設(shè)定一個或者多個MPR圖像斷面。圖5表示對被檢體30的3維定位用圖像61所設(shè)定的軸向(アキシヤル)斷面(垂直于被檢體30體軸的橫斷面)62、矢狀(サジタル)斷面(從被檢體30的側(cè)面看到的縱斷面)63、冠狀(コロナル)斷面(從被檢體30的正面看到的縱斷面)64以及斜向(オブリ一ク)斷面(相對于被檢體30的斜斷面)65。但是，也可設(shè)定多個斜向斷面65，此情況下的各斜向斷面65的位置及角度以3維定位用圖像61為參考使用輸入部10的鼠標(biāo)等進(jìn)行設(shè)定(步驟S4)。
圖像數(shù)據(jù)生成部7的重構(gòu)區(qū)域計(jì)算電路23，計(jì)算出構(gòu)成3維定位用圖像61中所設(shè)定的MPR圖像斷面(斜向斷面65)的所有像素的位置，并將該位置信息供給重構(gòu)運(yùn)算電路21(步驟S5)。換言之，如圖13、圖15所示例那樣，重構(gòu)區(qū)域計(jì)算電路23，決定所設(shè)定的斜向斷面65和進(jìn)行了數(shù)據(jù)收集的320張的切層面交叉的320的部分70。各部分70，既可以是線(1維)，也可以是以該線為中心的預(yù)定寬度范圍(2維)。在圖15中部分70具有3像素的寬度。
重構(gòu)運(yùn)算電路21，對從重構(gòu)區(qū)域計(jì)算電路23供給的斜向斷面65中的各個像素進(jìn)行重構(gòu)處理。例如，在生成圖6所示的斜向斷面65的MPR圖像數(shù)據(jù)時，在進(jìn)行像素Pn(Xn，Yn，Zn)的重構(gòu)處理的情況下，使用在Z＝Zn的切層面(或者最靠近Z＝Zn的切層面)上所收集的第1投影數(shù)據(jù)，通過向此切層面的X＝Xn，Y＝Y(jié)n的逆投影來進(jìn)行重構(gòu)處理。另外，在像素Pm(Xm，Ym，Zm)的情況下，使用在Z＝Zm的切層面上所收集的第1投影數(shù)據(jù)，對此切層面X＝Xm，Y＝Y(jié)m進(jìn)行重構(gòu)處理，進(jìn)而，對其他像素也進(jìn)行同樣的重構(gòu)處理，由此生成此斜向斷面65上的MPR圖像數(shù)據(jù)。
換言之，與切層面Z1內(nèi)的部分70有關(guān)的部分圖像，從對應(yīng)于切層面Z1的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)。切層面Z1，限定于與斜向面65交叉的部分70來進(jìn)行重構(gòu)。切層面Z1內(nèi)的部分70以外的部分則不進(jìn)行重構(gòu)。同樣地，對于其他切層面Zn，也對與斜向面65交叉的部分70有關(guān)的部分圖像相應(yīng)進(jìn)行重構(gòu)。切層位置不同的多個部分圖像，被合成到對應(yīng)于斜向面65的1張MPR圖像。在此合成處理上根據(jù)需要還包含插補(bǔ)處理。
對3維定位用圖像中所設(shè)定的其他斷面62至64也按同樣的過程進(jìn)行重構(gòu)處理，生成MPR圖像數(shù)據(jù)。然后，將所得到的各斷面的MPR圖像數(shù)據(jù)保存在圖像數(shù)據(jù)存儲電路22的預(yù)定存儲區(qū)域中(步驟S6)。
另一方面，顯示部9的顯示數(shù)據(jù)生成電路26，讀出圖像數(shù)據(jù)存儲電路22中所保存的MPR圖像數(shù)據(jù)，并按照預(yù)定的顯示格式生成顯示用的圖像數(shù)據(jù)。然后，此顯示用的圖像數(shù)據(jù)，由變換電路27進(jìn)行了D/A變換和電視格式變換后，被顯示在顯示部9上(步驟S7)。
圖7表示此時在顯示部9的監(jiān)視器28上所顯示的MPR圖像的具體例子，在監(jiān)視器28被4分割的顯示畫面上，例如軸向斷面的MPR圖像(軸向圖像)72、矢狀斷面的MPR圖像(弧矢圖像)73、冠狀斷面的MPR圖像(冠狀圖像)74，進(jìn)而斜向斷面的MPR圖像(斜向圖像)75被顯示出來。
另外，圖8表示其他的具體例子，特別是，為了易于把握上述圖像斷面與被檢體30的位置關(guān)系，而并列顯示附加了MPR圖像斷面的3維定位用圖像76。此外，顯示在顯示部9上的MPR圖像的數(shù)目及其配置等并不限定于圖7及圖8。
另一方面，還可將本實(shí)施例應(yīng)用于例如被注入體內(nèi)的造影劑的觀察等那樣、對同一診斷區(qū)域進(jìn)行多次攝影這樣的情況。在這種情況下，如果最初的MPR圖像數(shù)據(jù)的生成和顯示結(jié)束，則在將床臺1退回初始位置后，通過與上述同樣的處理過程，對被檢體30按Z＝Z1至Z＝Z64、Z＝Z65至Z＝Z128...的順序來收集320切層面上的投影數(shù)據(jù)。接著，基于已經(jīng)被設(shè)定的MPR圖像斷面的各像素的位置信息，使用上述投影數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)處理后生成新的MPR圖像數(shù)據(jù)，并顯示在顯示部9的預(yù)定區(qū)域上。然后，按需要觀察診斷區(qū)域的期間反復(fù)進(jìn)行這樣的動作。
根據(jù)以上所述的第1實(shí)施例，從針對被檢體所得到的第1投影數(shù)據(jù)之中抽取出第2投影數(shù)據(jù)，并基于由此第2投影數(shù)據(jù)所生成的定位用圖像數(shù)據(jù)來設(shè)定MPR圖像斷面。然后，僅對此MPR圖像斷面上的像素使用上述第1投影數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)處理。也就是，限定于對MPR圖像生成所必需的部分進(jìn)行重構(gòu)處理。因此，就能夠以較少的處理工數(shù)來生成分辨率優(yōu)良的MPR圖像數(shù)據(jù)。
另外，在對同一診斷區(qū)域連續(xù)進(jìn)行MPR圖像數(shù)據(jù)生成的情況下，由于能夠反復(fù)使用預(yù)先設(shè)定的MPR圖像斷面的位置信息，故操作者的負(fù)擔(dān)就得以減輕。
此外，雖然在上述實(shí)施例中，一邊使具有2維X射線檢測元件51的X射線檢測器16旋轉(zhuǎn)一邊使其在被檢體的體軸方向上步進(jìn)狀地移動來進(jìn)行投影數(shù)據(jù)的收集，但也可以使上述X射線檢測器16螺旋狀地連續(xù)旋轉(zhuǎn)移動來進(jìn)行投影數(shù)據(jù)的收集。
另外，由于上述定位用圖像數(shù)據(jù)是用于設(shè)定MPR圖像斷面故不要求高分辨率的圖像。從而，定位用圖像數(shù)據(jù)的像素大小也比MPR圖像數(shù)據(jù)的像素大小大也無妨。
如上述那樣，在以往的方法中為了生成3維圖像(MPR、表面顯示、仿真內(nèi)視鏡顯示等)，首先，需要相關(guān)全范圍所必需的切層厚度·切層張數(shù)的軸向像。但是為了創(chuàng)建3維圖像實(shí)際上所使用的只是各軸向像的極少一部分，特別是在相對于掃描的行進(jìn)實(shí)時地顯示3D像(伴隨螺旋掃描的行進(jìn)3D像在Z軸方向變得粗大)的系統(tǒng)的情況，利用多列CT進(jìn)行3D處理后的圖像(斜向面的MPR顯示等)的實(shí)時顯示(透視)的情況，以及圖像數(shù)據(jù)每次觀察都進(jìn)行生成、僅保管未加工數(shù)據(jù)的系統(tǒng)的情況下，由于在3維處理之前通常的軸向像將全部進(jìn)行重構(gòu)，故用于重構(gòu)的運(yùn)算能力的大部分就白白浪費(fèi)。
在本實(shí)施例中，通過使用低分辨率的圖像(定位用圖像)等手段來指定必要的3維圖像的觀察條件，必要圖像計(jì)算裝置計(jì)算出為創(chuàng)建最終所必須的圖像而必要的各軸向圖像內(nèi)的部分后傳送給重構(gòu)運(yùn)算電路21。重構(gòu)運(yùn)算電路21，僅對該部分進(jìn)行重構(gòu)處理(反向投影バツクプロジエクシヨン)，并將此圖像供給具有3維處理功能的圖像數(shù)據(jù)處理電路24。圖像數(shù)據(jù)處理電路24，通過與現(xiàn)行同樣的方法生成3維圖像。由此，就能夠在維持與現(xiàn)狀同等的畫像質(zhì)量的基礎(chǔ)上減少重構(gòu)所必要的運(yùn)算量。此方法在不具有圖像重構(gòu)專用硬件、以通用CPU進(jìn)行重構(gòu)的系統(tǒng)中尤其有效果。
如圖13所示，在對軸向像進(jìn)行重構(gòu)前，在軸向像(切層面71)上確定好有助于此斜向面65的圖像的部分70。在對各軸向像進(jìn)行重構(gòu)時，僅對部分70進(jìn)行重構(gòu)處理，并提供給具有MPR處理功能的圖像數(shù)據(jù)處理電路24。由此，使軸向圖像重構(gòu)時的運(yùn)算量大幅減少。
此外，如圖14所示，本實(shí)施例還可應(yīng)用于表面圖像。在對軸向像進(jìn)行重構(gòu)前，使用粗略進(jìn)行了重構(gòu)的圖像等，在各切層面71上確定與表面81交叉的部分80。在重構(gòu)3維處理中將要使用的軸向像時，僅對部分80進(jìn)行重構(gòu)處理，并將其用作3維處理的輸入數(shù)據(jù)。就能夠與上述情況同樣大幅減少軸向圖像重構(gòu)時的運(yùn)算量。
(第2實(shí)施例)接著，對本發(fā)明的第2實(shí)施例進(jìn)行說明。第2實(shí)施例的特征在于對于被檢體30的體軸方向(Z方向)，固定被檢體30和架臺旋轉(zhuǎn)部2的相對位置不動、連續(xù)收集多個切層面上的投影數(shù)據(jù)，使用所得到的投影數(shù)據(jù)大致實(shí)時地進(jìn)行所希望斷面上的MPR圖像數(shù)據(jù)的生成和顯示。
(MPR圖像數(shù)據(jù)的生成過程)由于本實(shí)施例中的CT裝置100的構(gòu)成與第1實(shí)施例相同故省略說明。使用圖9所示的流程圖對即時地生成MPR圖像數(shù)據(jù)的過程進(jìn)行說明。裝置的操作者，首先在輸入部10中設(shè)定投影數(shù)據(jù)收集條件、重構(gòu)條件以及圖像顯示條件等。接著，將被檢體30放置在床臺1的防護(hù)板上，并使此被檢體30在體軸方向上移動以被配置于由X射線管13及X射線檢測器16所決定的預(yù)定切層面位置(步驟S11)。
圖10中示出本實(shí)施例中的投影數(shù)據(jù)的收集方法。在本實(shí)施例中，使用切層方向的等價元件數(shù)為64的X射線檢測器16，并將此X射線檢測器16固定于切層方向(體軸方向)不動來收集64切層面上的投影數(shù)據(jù)。例如，一邊使具有切層方向的排列間隔為1mm的X射線檢測元件51的X射線檢測器16在被檢體30的周圍旋轉(zhuǎn)，一邊檢測X射線管13照射的X射線，由此來收集切層間隔ΔZ1為1mm的切層位置Z1至Z64上的投影數(shù)據(jù)。
操作者在輸入部10中輸入用于進(jìn)行投影數(shù)據(jù)的收集和定位用圖像數(shù)據(jù)的生成及顯示的指令信號。從輸入部10接收到此指令信號的系統(tǒng)控制部11，通過機(jī)構(gòu)控制部4將控制信號提供給床臺·架臺機(jī)構(gòu)部3，使架臺旋轉(zhuǎn)部2在被檢體30的周圍旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行投影數(shù)據(jù)的收集。
在朝被檢體30進(jìn)行X射線照射時，高壓發(fā)生器12，將X射線照射所必需的電力(管電壓和管電流)提供給X射線管13，向被檢體30照射扇形射束X射線。接著，透過被檢體30的X射線，由投影數(shù)據(jù)收集部6的X射線檢測器16進(jìn)行檢測。這種對于被檢體30的X射線的照射及X射線透過數(shù)據(jù)的檢測是一邊使X射線管13及X射線檢測器16在被檢體30的周圍旋轉(zhuǎn)一邊來進(jìn)行，檢測出的X射線透過數(shù)據(jù)，通過開關(guān)組17、DAS18以及數(shù)據(jù)傳送電路19作為投影數(shù)據(jù)被保存在投影數(shù)據(jù)存儲電路20中(步驟S12)。
在64切層的投影數(shù)據(jù)的收集結(jié)束時，系統(tǒng)控制部11將例如以切層間隔ΔZ2＝8mm所設(shè)定的切層位置Z＝Z8、Z16、...Z64的位置信息提供給重構(gòu)運(yùn)算電路21。接著，重構(gòu)運(yùn)算電路21，從保存于投影數(shù)據(jù)存儲電路20的1mm切層間隔ΔZ1的投影數(shù)據(jù)之中將對應(yīng)于上述切層位置Z＝Z8、Z16、...Z64的投影數(shù)據(jù)，例如在180度+扇形射束角度的范圍讀出后進(jìn)行重構(gòu)處理。然后，將所生成的多張(8張)2維定位用圖像保存在圖像數(shù)據(jù)存儲電路22中。
另一方面，圖像數(shù)據(jù)處理電路24從圖像數(shù)據(jù)存儲電路22讀出8張2維定位用圖像，并對這些2維定位用圖像進(jìn)行切層方向的數(shù)據(jù)插補(bǔ)和合成，進(jìn)而，生成通過體積再現(xiàn)處理對體表面或臟器邊界面進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)顯示的3維定位用圖像的數(shù)據(jù)。然后，將生成的3維定位用圖像數(shù)據(jù)保存在圖像數(shù)據(jù)存儲電路22中，同時顯示在顯示部9的監(jiān)視器28上(步驟S13)。
接著，操作者對顯示在顯示部9上的3維定位用圖像設(shè)定用于MPR圖像的斷面(步驟S14)。重構(gòu)區(qū)域計(jì)算電路23，計(jì)算出構(gòu)成3維定位用圖像61中所設(shè)定的MPR圖像斷面的所有像素的位置，并將該位置信息保存在內(nèi)部存儲電路中(步驟S15)。也就是重構(gòu)區(qū)域計(jì)算電路23，對經(jīng)過數(shù)據(jù)收集的64張的切層面與設(shè)定斷面交叉的64個部分進(jìn)行確定。
在通過以上所述的處理過程，MPR圖像的斷面上的多個像素位置(多個部分)被確定時，操作者在輸入部10中輸入用于進(jìn)行MPR圖像數(shù)據(jù)的生成及顯示的指令信號。從輸入部10接收到此指令信號的系統(tǒng)控制部11，通過與上述方法同樣的方法進(jìn)行Z＝Z1至Z64上的投影數(shù)據(jù)的收集，并將所得到的投影數(shù)據(jù)保存在投影數(shù)據(jù)存儲電路20中(步驟S16)。
另一方面，重構(gòu)運(yùn)算電路21讀出重構(gòu)區(qū)域計(jì)算電路23中所保存的MPR圖像斷面或像素的位置信息，和投影數(shù)據(jù)存儲電路20中所保存的投影數(shù)據(jù)。接著，使用此投影數(shù)據(jù)進(jìn)行對于MPR圖像斷面的各個像素的重構(gòu)處理后生成MPR圖像數(shù)據(jù)，并保存在圖像數(shù)據(jù)存儲電路22中。
另一方面，顯示部9的顯示數(shù)據(jù)生成電路26，讀出圖像數(shù)據(jù)存儲電路22中所保存的MPR圖像數(shù)據(jù)，并按照預(yù)定的顯示格式生成顯示用圖像數(shù)據(jù)。然后，此顯示用圖像數(shù)據(jù)，在用變換電路27進(jìn)行了D/A變換和電視格式變換后，被顯示在監(jiān)視器28上(步驟S17)。
另一方面，架臺旋轉(zhuǎn)部2的旋轉(zhuǎn)，和利用搭載于此架臺旋轉(zhuǎn)部2的X射線管13及投影數(shù)據(jù)收集部6的投影數(shù)據(jù)的收集被連續(xù)進(jìn)行，并利用所得到的投影數(shù)據(jù)，基于已經(jīng)被設(shè)定的MPR圖像斷面的位置信息使MPR圖像數(shù)據(jù)的生成和顯示繼續(xù)進(jìn)行。
另外，在MPR圖像斷面的位置變更變得必要的情況下，操作者通過由輸入部10輸入MPR圖像斷面變更的指令，而返回步驟S14的MPR圖像斷面的設(shè)定。即，在顯示部9的監(jiān)視器28上，再次顯示附加了MPR圖像斷面的3維定位用圖像，操作者使用輸入部10的輸入設(shè)備將MPR圖像斷面變更成所希望的位置。在此情況下，由于MPR圖像斷面的設(shè)定和MPR圖像數(shù)據(jù)的生成及顯示可在非常短的時間進(jìn)行，所以操作者就能夠一邊觀察監(jiān)視器28上所顯示的MPR圖像一邊進(jìn)行所希望的MPR圖像斷面的位置設(shè)定。在這種情況下，如已經(jīng)在圖8所示那樣的MPR圖像和附加了MPR圖像斷面的3維定位用圖像的并列顯示方法為優(yōu)選。
根據(jù)以上所述的第2實(shí)施例，在被檢體的診斷區(qū)域中的多個切層面上收集投影數(shù)據(jù)，并對基于此投影數(shù)據(jù)所得到的定位用圖像設(shè)定MPR圖像斷面的位置。然后，基于MPR圖像斷面的位置信息來重構(gòu)處理針對同一診斷區(qū)域連續(xù)得到的投影數(shù)據(jù)，由此上述診斷區(qū)域上的MPR圖像的實(shí)時顯示就成為可能。
另外，由于還能夠一邊對被實(shí)時顯示的MPR圖像進(jìn)行觀測一邊進(jìn)行MPR圖像斷面的變更，所以就能夠在短時間準(zhǔn)確地設(shè)定對診斷區(qū)域最佳的MPR圖像斷面。從而，診斷效率就提高，且操作者的負(fù)擔(dān)就得以大幅減輕。
此外，在第2實(shí)施例中，也可以與第1實(shí)施例同樣，基于同一投影數(shù)據(jù)來進(jìn)行定位用圖像數(shù)據(jù)的生成和最初的MPR圖像數(shù)據(jù)的生成。另一方面，如上述第2實(shí)施例那樣，當(dāng)在定位用圖像數(shù)據(jù)生成時收集到的投影數(shù)據(jù)不用于MPR圖像數(shù)據(jù)生成的情況下，也可以用比MPR圖像數(shù)據(jù)生成中所用的投影數(shù)據(jù)大的切層間隔(ΔZ2)來收集此投影數(shù)據(jù)。
上面，對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但并不限定于上述實(shí)施例，還可以進(jìn)行變形后實(shí)施。例如，雖然上述實(shí)施例中的重構(gòu)處理，使用通過相對被檢體30的體軸方向垂直的切層面的掃描所收集的投影數(shù)據(jù)來進(jìn)行對于該切層面內(nèi)的MPR圖像的像素的重構(gòu)處理，但也可以使用被投影于3維空間的數(shù)據(jù)來進(jìn)行重構(gòu)處理。
另外，作為用于設(shè)定MPR圖像斷面的定位用圖像，在上述實(shí)施例中使用了對2維定位用圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行體積再現(xiàn)處理后所得到的3維定位用圖像，但并不限定于此方法。例如，也可以如圖11所示那樣，將以切層間隔ΔZ2所生成的2維定位用圖像81-1、81-2、81-3、...在顯示部9的監(jiān)視器28上3維地進(jìn)行排列，并合成顯示這些2維定位用圖像和斜向斷面65，由此來進(jìn)行MPR圖像斷面的設(shè)定。
另一方面，雖然就定位用圖像數(shù)據(jù)的生成以及MPR圖像數(shù)據(jù)的生成中所用的投影數(shù)據(jù)，在切層方向以等間隔進(jìn)行收集或者抽取情況進(jìn)行了描述，但即使是不等間隔也無妨。另外，上述MPR圖像中的切層方向的分辨率和攝影區(qū)域的最優(yōu)化通過投影數(shù)據(jù)收集部6中的“數(shù)據(jù)捆束”就成為可能。
進(jìn)而，雖然在上述實(shí)施例中使用第3代CT裝置對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了說明，但并不限定于第3代CT裝置，也可以適用于第4代等其他世代的CT裝置。
另外的特征和變形可由本領(lǐng)域技術(shù)人員容易地想到。因此，本發(fā)明在其更寬的方面并不限于這里所描述和表示的特定細(xì)節(jié)和代表性實(shí)施方式。從而，在不脫離由附加的權(quán)利要求及其等同物所規(guī)定的概括性發(fā)明概念的精神和范圍內(nèi)，可進(jìn)行各種各樣的變形。
權(quán)利要求
1.一種X射線CT裝置，其特征在于，具備收集與被檢體的3維區(qū)域有關(guān)的投影數(shù)據(jù)的部件；按照操作者指示在上述3維區(qū)域內(nèi)以任意的方向來設(shè)定斷面的部件；確定與上述所設(shè)定的斷面交叉的多個重構(gòu)部分的部件；基于上述投影數(shù)據(jù)來重構(gòu)與上述所確定的多個重構(gòu)部分有關(guān)的多個部分圖像的重構(gòu)部件；以及基于上述所重構(gòu)的多個部分圖像來生成與上述所設(shè)定的斷面有關(guān)的圖像的部件。
2.一種X射線CT裝置，其特征在于，具備收集與被檢體的3維區(qū)域有關(guān)的投影數(shù)據(jù)的部件；基于上述所收集的投影數(shù)據(jù)來生成多個定位用圖像的定位用圖像生成部件；顯示上述定位用圖像的顯示部件；按照操作者指示在上述所顯示的定位用圖像上以任意的方向來設(shè)定斷面的斷面設(shè)定部件；確定與上述設(shè)定的斷面交叉的多個重構(gòu)部分的部件；基于上述投影數(shù)據(jù)來生成與上述多個重構(gòu)部分有關(guān)的多個部分圖像的部件；以及基于上述多個部分圖像來生成與上述斷面有關(guān)的圖像的部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的X射線CT裝置，其特征在于上述多個定位用圖像與上述被檢體的體軸大致垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的X射線CT裝置，其特征在于上述部分圖像是與上述被檢體的體軸大致垂直的重構(gòu)面的一部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的X射線CT裝置，其特征在于上述多個定位用圖像的間隔比上述多個部分圖像的間隔寬。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的X射線CT裝置，其特征在于上述部分圖像的間隔與用于收集上述投影數(shù)據(jù)的切層間距等價，上述定位用圖像的間隔是上述切層間距的大于等于2的整數(shù)倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的X射線CT裝置，其特征在于，還具備由上述多個定位用圖像生成3維圖像的部件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的X射線CT裝置，其特征在于上述3維圖像通過體積再現(xiàn)而生成。
9.一種X射線CT裝置，其特征在于，具備連續(xù)收集與被檢體的3維區(qū)域有關(guān)的投影數(shù)據(jù)的部件；按照操作者指示在上述3維區(qū)域內(nèi)以任意的方向來設(shè)定斷面的部件；確定與上述所設(shè)定的斷面交叉的多個重構(gòu)部分的部件；基于上述投影數(shù)據(jù)來連續(xù)重構(gòu)與上述所確定的多個重構(gòu)部分有關(guān)的多個部分圖像的重構(gòu)部件；基于上述所重構(gòu)的多個部分圖像來連續(xù)生成與上述所設(shè)定的斷面有關(guān)的圖像的部件；以及連續(xù)顯示上述圖像的顯示部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的X射線CT裝置，其特征在于上述顯示部件實(shí)時地顯示上述圖像。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的X射線CT裝置，其特征在于，還具備基于上述投影數(shù)據(jù)來生成用于設(shè)定上述斷面的、與上述3維區(qū)域?qū)?yīng)的定位用圖像的部件。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的X射線CT裝置，其特征在于上述圖像與上述定位用圖像顯示在同一畫面上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的X射線CT裝置，其特征在于上述圖像跟蹤上述定位用圖像上的上述斷面的移動。
14.一種圖像生成裝置，其特征在于，具備在被檢體的3維區(qū)域內(nèi)按照操作者指示以任意的方向來設(shè)定斷面的部件；確定與上述所設(shè)定的斷面交叉的多個重構(gòu)部分的部件；基于上述3維區(qū)域的投影數(shù)據(jù)來重構(gòu)與上述所確定的多個重構(gòu)部分有關(guān)的多個部分圖像的重構(gòu)部件；以及基于上述所重構(gòu)的多個部分圖像來生成與上述所設(shè)定的斷面有關(guān)的圖像的部件。
15.一種圖像生成裝置，其特征在于，具備基于被檢體的3維區(qū)域的投影數(shù)據(jù)來生成多個定位用圖像的定位用圖像生成部件；顯示上述定位用圖像的顯示部件；按照操作者指示在上述所顯示的定位用圖像上以任意的方向來設(shè)定斷面的斷面設(shè)定部件；確定與上述所設(shè)定的斷面交叉的多個重構(gòu)部分的部件；以及基于上述投影數(shù)據(jù)來生成與上述多個重構(gòu)部分有關(guān)的多個部分圖像的部件；基于上述多個部分圖像來生成與上述斷面有關(guān)的圖像的部件。
16.一種圖像數(shù)據(jù)生成方法，其特征在于從與被檢體有關(guān)的多個切層面的投影數(shù)據(jù)中抽取特定的切層面的投影數(shù)據(jù)；基于上述所抽取出的投影數(shù)據(jù)生成定位用圖像；顯示上述定位用圖像；確定與在上述所顯示的定位用圖像上以任意的方向所設(shè)定的斷面交叉的多個重構(gòu)部分；基于上述所收集的投影數(shù)據(jù)來重構(gòu)與上述多個重構(gòu)部分有關(guān)的多個部分圖像；以及由上述所重構(gòu)的多個部分圖像生成與上述所設(shè)定的斷面有關(guān)的圖像。
17.一種圖像數(shù)據(jù)生成方法，其特征在于連續(xù)收集與被檢體的3維區(qū)域有關(guān)的投影數(shù)據(jù)；連續(xù)重構(gòu)與多個重構(gòu)部分有關(guān)的多個部分圖像，該多個重構(gòu)部分與按照操作者指示所設(shè)定的斷面交叉；基于上述所重構(gòu)的多個部分圖像來連續(xù)生成與上述所設(shè)定的斷面有關(guān)的圖像；以及連續(xù)顯示上述圖像。
全文摘要
本發(fā)明公開一種X射線CT裝置以及圖像數(shù)據(jù)生成方法，這種X射線CT裝置具備，對與被檢體的3維區(qū)域有關(guān)的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行收集的投影數(shù)據(jù)收集部(6)等；按照操作者指示在3維區(qū)域內(nèi)以任意的方向來設(shè)定斷面的輸入部(10)；對與所設(shè)定的斷面交叉的多個重構(gòu)部分進(jìn)行確定的重構(gòu)區(qū)域計(jì)算電路(23)；基于投影數(shù)據(jù)，對與所確定的多個重構(gòu)部分有關(guān)的多個部分圖像進(jìn)行重構(gòu)的重構(gòu)運(yùn)算電路(21)；以及基于所重構(gòu)的多個部分圖像來生成與所設(shè)定的斷面有關(guān)的圖像的圖像數(shù)據(jù)處理部(24)。
文檔編號A61B6/03GK1615800SQ20041009296
公開日2005年5月18日 申請日期2004年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月13日
發(fā)明者中島成幸 申請人:株式會社東芝, 東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社