專利名稱：X射線ct裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在體軸方向上具有多列X射線檢測器的X射線 CT裝置，特別是涉及一種使用可以忠實地再現(xiàn)體軸方向上的錐角的 算法來重構(gòu)圖像、明示可以重構(gòu)的范圍的圖像顯示裝置以及X射線 CT裝置。
背景技術(shù)：
公知的X射線CT ( Computerized Tomography,計算機(jī)X射線 斷層攝影)裝置以患者等被檢體為中間，相對地配置呈多列狀具備X
射線管和多通道x射線檢測元件的x射線檢測器， 一邊使它們在被檢
體周圍進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)， 一邊從X射線管向患者的規(guī)定部位照射X射線 束。然后，利用X射線檢測器將透過了規(guī)定部位的X射線量作為投影 數(shù)據(jù)進(jìn)行測量，通過以該數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)使用計算機(jī)進(jìn)行圖像重構(gòu)處理， 取得規(guī)定部位的CT圖像。
在俗稱為"multi (多)，，的公知的多列型X射線CT裝置中，現(xiàn) 在世界上有從2列到64列的X射線CT裝置。多列型X射線CT裝 置的現(xiàn)有技術(shù)包括如下技術(shù)。
在使用列數(shù)大于等于64列的X射線檢測器的情況下，設(shè)想會在 CT圖像上產(chǎn)生由于由X射線的錐角引起的投影數(shù)據(jù)的相對不足而產(chǎn) 生的畫質(zhì)劣化區(qū)域和投影數(shù)據(jù)相對充分的畫質(zhì)未劣化區(qū)域。但是，現(xiàn) 有的從2列到64列的X射線檢測器沒有在CT圖像上區(qū)別顯示畫質(zhì)劣化區(qū)域和畫質(zhì)未劣化區(qū)域。
另外，在想要屏蔽通過使用與現(xiàn)有的64列X射線檢測器相比、 切片方向上的長度大的X射線檢測器而收集到的CT圖像上的畫質(zhì)劣 化區(qū)域的情況下，操作者在進(jìn)行CT檢查時無法判別要屏蔽的范圍， 從而在掃描之前無法判別必要的掃描范圍是否覆蓋了目的被檢體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明考慮到上述情況而作出，其目的在于提供一種圖像顯示裝 置以及X射線CT裝置圖像處理裝置，可以通過生成對投影數(shù)據(jù)相對 充分的圖像未劣化區(qū)域的顯示形式進(jìn)行適當(dāng)變更處理后的顯示圖像， 來良好地進(jìn)行檢查和讀影。
本發(fā)明的圖像顯示裝置為了解決上述技術(shù)問題，如本發(fā)明的第一 方面所示， 一邊使照射X射線束的X射線源和沿著切片方向具備多列 檢測元件的X射線檢測器以旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)， 一邊收集投影數(shù)據(jù)， 并顯示通過進(jìn)行考慮到上述X射線束的錐角的逆向投影處理來進(jìn)行圖 像重構(gòu)的CT圖像，該圖像顯示裝置具有區(qū)域運(yùn)算部，根據(jù)切片位 置來計算與由于上述錐角的影響而在上述投影數(shù)據(jù)的收集范圍的端部
附近產(chǎn)生的畫質(zhì)劣化區(qū)域的位置有關(guān)的信息；和顯示處理部，根據(jù)與 上述畫質(zhì)劣化區(qū)域的位置有關(guān)的信息，以可以識別上述畫質(zhì)劣化區(qū)域 和上述畫質(zhì)劣化區(qū)域以外的區(qū)域的形式，來顯示上述CT圖像。
本發(fā)明的X射線CT裝置為了解決上述技術(shù)問題，如本發(fā)明的第 二方面所示， 一邊使照射X射線束的X射線源和沿著切片方向具備多 列檢測元件的X射線檢測器以旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)，一邊收集投影數(shù)據(jù)， 并通過進(jìn)行考慮到上述X射線束的錐角的逆向投影處理，來對CT圖 像進(jìn)行圖像重構(gòu)，該X射線CT裝置具有區(qū)域運(yùn)算部，根據(jù)切片位 置計算與由于上述錐角的影響而在上述投影數(shù)據(jù)的收集范圍的端部附 近產(chǎn)生的畫質(zhì)劣化區(qū)域的位置有關(guān)的信息；和圖像處理部，對上述CT 圖像進(jìn)行圖像處理，以便可以識別上述畫質(zhì)劣化區(qū)域和上述畫質(zhì)劣化 區(qū)域以外的區(qū)域。本發(fā)明的X射線CT裝置為了解決上述技術(shù)問題，如本發(fā)明的第 三方面所示， 一邊使照射X射線束的X射線源和沿著切片方向具備多 列檢測元件的X射線檢測器以旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)， 一邊收集投影數(shù)據(jù)， 并通過進(jìn)行考慮到上述X射線束的錐角的逆向投影處理，來對CT圖 像進(jìn)行圖像重構(gòu)，該X射線CT裝置具有顯示裝置，與通過掃描被 檢體而得到的定位用圖像一起，顯示重疊了表示用于得到上述CT圖 像的掃描范圍的標(biāo)記后的圖像，并在上述定位用圖像上顯示標(biāo)記，以 便可以識別畫質(zhì)劣化區(qū)域；和輸入裝置，可以設(shè)定并輸入用于得到上 述CT圖像的掃描范圍。
本發(fā)明的X射線CT裝置為了解決上述技術(shù)問題，如本發(fā)明的第 四方面所示， 一邊使照射X射線束的X射線源和沿著切片方向具備多 列檢測元件的X射線檢測器以旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)， 一邊收集投影數(shù)據(jù)， 并通過進(jìn)行考慮到上述X射線束的錐角的逆向投影處理，來對CT圖 像進(jìn)行圖像重構(gòu)，該X射線CT裝置具有圖像處理部，對通過掃描 被檢體而得到的定位用的定位像的畫質(zhì)劣化區(qū)域部分進(jìn)行不顯示、改 變顏色以及降低對比度的圖像處理中的至少一種圖像處理；顯示裝置， 與由上述顯示處理部處理后的定位像一起，顯示重疊了表示用于得到 上述CT圖像的掃描范圍的標(biāo)記后的圖像；和輸入裝置，可以設(shè)定并 輸入用于得到上述CT圖像的掃描范圍。
本發(fā)明的X射線CT裝置為了解決上述技術(shù)問題，如本發(fā)明的第 五方面所示， 一邊使照射X射線束的X射線源和沿著切片方向具備多 列檢測元件的X射線檢測器以旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)， 一邊收集投影數(shù)據(jù)， 并通過進(jìn)行考慮到上述X射線束的錐角的逆向投影處理，來對CT圖
像進(jìn)行圖像重構(gòu)，該X射線CT裝置具有區(qū)域運(yùn)算部，根據(jù)切片位 置來計算與由于上述錐角的影響而在上述投影數(shù)據(jù)的收集范圍的端部
附近產(chǎn)生的畫質(zhì)劣化區(qū)域的位置有關(guān)的信息；和圖像處理部，對上述 CT圖像進(jìn)行圖像處理，以便可以識別上述畫質(zhì)劣化區(qū)域。


圖l是表示本發(fā)明X射線CT裝置的實施方式的框圖。 圖2是操作控制臺的功能框圖。
圖3是表示患者的希望部位的攝像空間的矢狀(sagittal )截面圖。 圖4是說明M一FOV的生成方法的圖。
圖5是表示CT截面(軸向截面)上的攝像空間外區(qū)域圖和畫質(zhì) 劣化區(qū)域圖的一個例子的圖。
圖6是表示包含CT圖像的顯示圖像的模式圖。
圖7是表示包含CT圖像的顯示圖像的模式圖。
圖8是表示包含CT圖像的顯示圖像的模式圖。
圖9是表示矢狀截面上的攝像空間外區(qū)域圖和畫質(zhì)劣化區(qū)域圖的 一個例子的圖。
圖IO是表示包含MPR像的顯示圖像的圖。
圖ll是表示包含MPR像的顯示圖像的圖。
圖12是表示圖像顯示裝置的實施方式的框圖。
圖13是圖像顯示裝置的功能框圖。
具體實施例方式
參照

本發(fā)明的圖像顯示裝置以及X射線CT (Computerized Tomography,計算機(jī)X射線斷層攝影)裝置的實施 方式。
X射線CT裝置包括X射線管和X射線檢測器作為一體在被檢 體周圍旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)(ROTATE/ROTATE)型和環(huán)狀地排列多個 檢測元件、僅X射線管在被檢體周圍旋轉(zhuǎn)的固定/旋轉(zhuǎn) (STATIONARY/ROTATE)型等各種類型，任意一種類型都可以應(yīng) 用本實施方式。在此說明現(xiàn)在占主流的旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)型。另外，在重構(gòu)一 個切片的CT圖像數(shù)據(jù)時，需要被檢體周圍一周約360。的投影數(shù)據(jù)， 即使是半掃描法也需要180° +視角的投影數(shù)據(jù)。任意一種重構(gòu)方式也 都可以應(yīng)用本實施方式。另外，在將入射X射線變換成電荷的機(jī)構(gòu)中， 作為主流的是利用閃爍器等熒光體將X射線變換成光并進(jìn)一步利用光電二極管等光電變換元件將該光變換成電荷的間接變換方式、和利用
由x射線引起的半導(dǎo)體內(nèi)的電子空穴對的生成及其向電極的移動即光 導(dǎo)電現(xiàn)象的直接變換方式。作為x射線檢測元件，可以采用上述任意 一種方式。另外，近年來，將x射線管和x射線檢測器組成的多個對
搭載在旋轉(zhuǎn)架上的所謂多管球型X射線CT裝置的產(chǎn)品化正在進(jìn)行， 其外圍技術(shù)的開發(fā)也在進(jìn)行中。本實施方式既可以應(yīng)用于現(xiàn)有的一管 球型X射線計算機(jī)斷層攝影裝置，也可以適用于多管球型X射線計算 機(jī)斷層攝影裝置。在此說明一管球型。
圖l是表示本發(fā)明的X射線CT裝置的實施方式的框圖。 圖1示出一邊使照射X射線束的X射線源和在體軸方向上具備 多列檢測元件的X射線檢測器以旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)， 一邊收集投影數(shù) 據(jù)，通過進(jìn)行考慮到X射線束的錐角的逆向投影處理，來針對每個切 片對CT圖像進(jìn)行圖像重構(gòu)的X射線CT裝置10。該X射線CT裝置 10具備用X射線掃描被檢體M (患者M(jìn)l或圓筒M2等)的架臺 (gantry) 11、用于在該架臺11的空洞部內(nèi)將所載置的^皮檢體M向 體軸方向(z軸方向)運(yùn)送的工作臺12、控制架臺11的動作并根據(jù)從 架臺ll送來的數(shù)據(jù)重構(gòu)CT圖像(軸向像)等并輸出(顯示)的操作 控制臺13。
架臺ll可以沿傾斜方向(未圖示)動作，該架臺ll具有旋轉(zhuǎn)部 15和固定部。架臺ll的旋轉(zhuǎn)部15中設(shè)置有X射線管21、準(zhǔn)直儀22、 開口控制電機(jī)23、 X射線檢測器24以及數(shù)據(jù)收集部(DAS: Data Acquisition System ) 25。 X射線管21以及準(zhǔn)直儀22與X射線檢測器 24設(shè)置在相互夾著架臺ll的空洞部、即夾著被檢體M而相對的位置 上。旋轉(zhuǎn)部15構(gòu)成為在維持該位置關(guān)系的狀態(tài)下繞空洞部的周圍旋 轉(zhuǎn)。
另外，在固定部中設(shè)置主控制器31、 IF (接口 ) 32a、 32b、 X 射線管控制器33、開口控制電機(jī)驅(qū)動器34、旋轉(zhuǎn)電機(jī)35、旋轉(zhuǎn)電機(jī) 驅(qū)動器36、工作臺電機(jī)37以及工作臺電機(jī)驅(qū)動器38。
作為X射線產(chǎn)生源的X射線管21由X射線管控制器33進(jìn)行驅(qū)動控制，從X射線管21的管球(未圖示)向X射線檢測器照射X射 線。
準(zhǔn)直儀22由開口控制電機(jī)驅(qū)動器34進(jìn)行驅(qū)動控制，具有用于限 制從X射線管21照射的X射線的照射范圍的開口。
X射線檢測器24在檢測經(jīng)由準(zhǔn)直儀22和空洞部而來的、來自X 射線管21的X射線的z軸方向上具備多列檢測元件(可以是多個結(jié) 構(gòu)(列數(shù)以及通道數(shù)等)不同的檢測元件)。在X射線檢測器24的 切片方向上并列設(shè)置大于等于64列、例如256列X射線檢測元件。
數(shù)據(jù)收集部25根據(jù)X射線檢測器24的各檢測通道的輸出，來作 為投影數(shù)據(jù)進(jìn)行收集。
主控制器31進(jìn)行經(jīng)由IF32a從操作控制臺13接收到的各種命令 的解析，并基于此向X射線管控制器33、開口控制電機(jī)驅(qū)動器34、 旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動器36、工作臺電機(jī)驅(qū)動器38以及數(shù)據(jù)收集部25輸出各 種控制信號。
X射線管控制器33向X射線管21發(fā)送驅(qū)動信號。X射線管21 利用該控制信號產(chǎn)生X射線。
開口控制電機(jī)驅(qū)動器34向開口控制電機(jī)23發(fā)送驅(qū)動信號。開口 控制電機(jī)23利用該控制信號調(diào)整準(zhǔn)直儀22的開口寬度。
旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動器36向旋轉(zhuǎn)電機(jī)35發(fā)送驅(qū)動信號。旋轉(zhuǎn)電機(jī)35 利用該驅(qū)動信號使旋轉(zhuǎn)部15旋轉(zhuǎn)，從而使旋轉(zhuǎn)部15在維持其位置關(guān) 系的狀態(tài)下在空洞部的周圍旋轉(zhuǎn)。
工作臺電機(jī)驅(qū)動器38向工作臺電機(jī)37發(fā)送驅(qū)動信號。工作臺電 機(jī)37利用該驅(qū)動信號沿z軸方向運(yùn)送工作臺12。
另外，由數(shù)據(jù)收集部25收集的數(shù)據(jù)經(jīng)由IF32b發(fā)送到操作控制 臺13。
操作控制臺13是以計算機(jī)為基礎(chǔ)構(gòu)成的所謂工作站，可以與醫(yī) 院的主干LAN (局域網(wǎng))等網(wǎng)絡(luò)N相互通信。操作控制臺13大致包 括CPU(中央處理單元)41、存儲器42、 HD(硬盤)44、 IF45a、 45b、 45c、輸入裝置46以及顯示裝置47等基本的硬件。CPU41經(jīng)由作為公用信號傳輸路徑的總線，與構(gòu)成操作控制臺13的各硬件構(gòu)成要素相 互連接。另外，操作控制臺13有時也具備記錄媒體驅(qū)動器48。
當(dāng)通過由操作者對輸入裝置46進(jìn)行操作等而輸入指令時， CPU41執(zhí)行存儲在存儲器42中的程序?；蛘?，CPU41將存儲在HD44 中的程序，從網(wǎng)絡(luò)N傳送、由IF45c接收并裝入HD44中的程序，或 者從安裝在記錄媒體驅(qū)動器48中的記錄媒體中讀出并裝入HD44中的 程序裝載到存儲器42中來執(zhí)行。
存儲器42兼具有ROM (只讀存儲器)以及RAM (隨機(jī)存取存 儲器)等要素，是存儲IPL (初始程序裝入)、BIOS (基本輸入/輸 出系統(tǒng))以及數(shù)據(jù)、或者用作CPU41的工作存儲器或用于數(shù)據(jù)的臨時 存儲的存儲裝置。
HD44包括非易失性半導(dǎo)體存儲器等。HD44是存儲被裝入操作 控制臺13中的程序(除了應(yīng)用程序外，還包括OS (操作系統(tǒng))等) 和數(shù)據(jù)等的存儲裝置。另外，還可以使OS提供可以在對用戶的信息 顯示中使用很多的圖形、利用輸入裝置46來進(jìn)行基礎(chǔ)操作的GUI (圖 形用戶接口)。
IF45a、 45b、 45c進(jìn)4亍對應(yīng)各種標(biāo)準(zhǔn)的通信控制。IF45a、 45b與 架臺ll進(jìn)行通信，分別與架臺11的IF32a、 32b連接。另外，IF45c 具有可以通過電話線路與網(wǎng)絡(luò)N連接的功能，操作控制臺13由此可 以從IF45c與網(wǎng)絡(luò)N連接。
作為輸入裝置46，可以舉出可由操作者操作的鍵盤和鼠標(biāo)等，對 應(yīng)于操作的輸入信號被送到CPU41。用戶可以經(jīng)由輸入裝置46將切 片方向上的X射線曝射區(qū)域的寬度(后述)輸入操作控制臺13。另夕卜， 用戶可以經(jīng)由輸入裝置46來設(shè)定用于得到CT圖像的掃描范圍(后 述)。
作為顯示裝置47,可以舉出監(jiān)視器等。通過在展開所要顯示的圖 像數(shù)據(jù)的VRAM (視頻隨機(jī)存取存儲器，未圖示)等存儲器中展開圖 像數(shù)據(jù)等，在顯示裝置47上顯示圖像。
記錄媒體驅(qū)動器48可以進(jìn)行記錄媒體的裝卸，讀出記錄媒體中記錄的數(shù)據(jù)(包括程序)，輸出到總線上，并將經(jīng)由總線提供的數(shù)據(jù)
寫入記錄媒體中。這樣的記錄媒體可以作為所謂的包軟件(package software)來提供。
圖2是操作控制臺13的功能框圖。
通過由圖1所示的操作控制臺13的CPU41執(zhí)行程序，操作控制 臺13作為區(qū)域運(yùn)算部55、 CT掃描執(zhí)行部56、投影數(shù)據(jù)記錄部57以 及圖像處理部58起作用。雖然說明的是各部55~58通過執(zhí)行程序來 起作用的情況，但并非限定于該情況。各部55 ~ 58的一部分或全部也 可以在操作控制臺13中作為硬件設(shè)置。
區(qū)域運(yùn)算部55根據(jù)切片位置來計算與下述位置有關(guān)的信息，即 由于由錐角的影響導(dǎo)致的投影數(shù)據(jù)的相對不足或噪聲和圖像變形等， 在投影數(shù)據(jù)的收集范圍的端部附近產(chǎn)生的畫質(zhì)劣化區(qū)域(低畫質(zhì)區(qū)域) 的位置。具體地說，區(qū)域運(yùn)算部55根據(jù)切片方向的位置信息，分別計 算與下述位置有關(guān)的信息，即由于錐角的影響而在投影數(shù)據(jù)的收集范 圍的端部附近產(chǎn)生的畫質(zhì)劣化區(qū)域的位置、和畫質(zhì)劣化區(qū)域以外的區(qū) 域、即投影數(shù)據(jù)相對充分的畫質(zhì)未劣化區(qū)域(畫質(zhì)正常區(qū)域)的位置。 區(qū)域運(yùn)算部55具有畫質(zhì)未劣化區(qū)域生成部61、攝像空間外區(qū)域圖生 成部62以及畫質(zhì)劣化區(qū)域圖生成部63。
這里，在以各投影角度(視角)對由于才聶^f象空間(FOV: Field Of View,視場)與z軸方向的距離(后述的VDS)而形成的區(qū)域進(jìn)行X 射線照射的情況下，有時存在某投影角度的投影數(shù)據(jù)和與其相對(具 有180度前后的差異)的投影角度的投影數(shù)據(jù)這兩者。這種情況下， 通過比較某投影角度的投影數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)域和與其相對的投影角度的 投影區(qū)域，將重構(gòu)了不重合的數(shù)據(jù)區(qū)域的區(qū)域定義為圖像未劣化區(qū)域。
畫質(zhì)未劣化區(qū)域生成部61具有如下功能根據(jù)攝像空間的直徑、 X射線檢測器24的體軸方向的寬度、X射線源與X射線檢測器24的 距離、最端部切片截面上的畫質(zhì)未劣化區(qū)域的直徑，生成以旋轉(zhuǎn)部15 的旋轉(zhuǎn)軸為中心的各切片截面上產(chǎn)生的畫質(zhì)未劣化區(qū)域。
圖3是表示患者M(jìn)1的希望部位的攝像空間的矢狀截面圖。圖3所示的攝像空間的x軸方向由充填了基準(zhǔn)物質(zhì)的圓筒形模 型、例如水人體模型的數(shù)量及配置等決定，表示在z軸方向上具有軸 心的圓筒形攝像空間的直徑(Calibration—Field_Of_View : Calib_FOV)，另外，z軸方向表示X射線檢測器24在z軸方向上的 X射線曝射區(qū)域的寬度(Detector一Size: DS )或可重構(gòu)的切片位置的 范圍(重構(gòu)FOV) 。 Calib_FOV由以z軸方向為軸心的圓筒的直徑?jīng)Q 定，因此不隨著z軸方向的變化而變化，保持一定。
畫質(zhì)未劣化區(qū)域生成部61在矢狀截面系統(tǒng)中，根據(jù)Calib_FOV、 DS、 X射線源與X射線檢測器24的距離(Focus—Center_Distance: FCD)、以旋轉(zhuǎn)部15的旋轉(zhuǎn)軸為中心并作為X射線檢測器24的z軸 方向的最端部切片截面(重構(gòu)FOV的最端部)上的畫質(zhì)未劣化區(qū)域 的直徑的Minimum_Mask_FOV (MM—FOV)，生成以S走轉(zhuǎn)部15的 旋轉(zhuǎn)軸為中心的、在重構(gòu)FOV內(nèi)的各切片截面上生成的畫質(zhì)未劣化 區(qū)域的大小(直徑)(Mask_FOV: M_FOV)。另外，MM_FOV也 可以由操作者使用輸入裝置46適當(dāng)輸入，還可以預(yù)先設(shè)定。另外，在 預(yù)先設(shè)定了 MM—FOV的情況下，也可以針對每個檢查部位、每個操 作者來設(shè)定。
圖4是說明M一FOV的生成方法的圖。在圖4中，僅平面地示出 以攝像空間的重心位置為基點的xz坐標(biāo)系(矢狀截面系統(tǒng))中的第1 象限。從而，在圖4中，Calib_FOV被表示成作為半徑的l/2_ Calib_FOV, DS被表示成1/2_DS， MM—FOV被表示成作為半徑的 l/2_MM_FOV。另外，在圖4中，為了方便，對在以旋轉(zhuǎn)部15的旋 轉(zhuǎn)軸為中心的各切片截面上作為畫質(zhì)未劣化區(qū)域生成的矢狀截面上的 部分施加陰影。
例如，通過由操作者使用圖1所示的輸入裝置46將MM一FOV 輸入操作控制臺13,根據(jù)該M]VLFOV、 FCD和DS，利用下式計算X 射線檢測器24在z軸方向上的虛擬寬度(Virtual_Detector_Size: VDS)。在圖4中，VDS被表示成1/2 VDS。<formula>formula see original document page 12</formula>另外，根據(jù)在X射線檢測器24的z軸方向上的中心處設(shè)置的檢 測元件的列數(shù)(Sseg)與希望的切片位置上的檢測元件的列數(shù)(seg) 之差的絕對值、和檢測元件的大小(SegSize)，利用下式計算希望的 切片位置上的z軸方向的坐標(biāo)(Dist)。<formula>formula see original document page 12</formula>從而，利用下式計算希望的切片位置上的臨時M—FOV(tmp M—FOV)。即，tmp!VLFOV隨著切片位置而變化。<formula>formula see original document page 12</formula>另外，在各切片位置上，根據(jù)CaliLFOV和tmpM_FOV，利用 下式取得較小的 一方作為M_FOV。<formula>formula see original document page 12</formula>例如，圖4中的切片位置Sl的情況下的M一FOV如下式所示。
另外，切片位置S2的情況下的M一FOV如下式所示。
圖2所示的攝像空間外區(qū)域圖生成部62具有的功能是，根據(jù) Calib_FOV和重構(gòu)FOV，利用一般的方法生成以重構(gòu)中心為中心的各 切片截面上的攝像空間直徑的外側(cè)區(qū)域、即攝像空間外區(qū)域圖。
畫質(zhì)劣化區(qū)域圖生成部63具有的功能是，根據(jù)Calib一FOV、重 構(gòu)FOV和由畫質(zhì)未劣一化區(qū)域生成部61生成的M一FOV，生成以重構(gòu) 中心為中心的各切片截面上產(chǎn)生的畫質(zhì)劣化區(qū)域的畫質(zhì)劣化區(qū)域圖。 另外，如圖4所示，由于重構(gòu)FOV內(nèi)的切片位置的不同，畫質(zhì)劣化 區(qū)域的直徑(比例)發(fā)生變化。
圖5是表示CT截面(軸向截面)上的攝像空間外區(qū)域圖和畫質(zhì) 劣化區(qū)域圖的一個例子的圖。
圖5是圖4所示的切片位置S2的切片截面，表示以圖l所示的 旋轉(zhuǎn)部15的旋轉(zhuǎn)軸為重構(gòu)中心的情況下的攝像空間外區(qū)域圖Tl和畫質(zhì)劣化區(qū)域圖T2。畫質(zhì)劣化區(qū)域圖T2形成夾在圓形的內(nèi)框(圖中的 虛線)和外框(圖中的實線)之間的環(huán)狀圖。
另外，在架臺11的傾角為0。的情況下，如圖5所示，畫質(zhì)劣化 區(qū)域圖T2的內(nèi)框和外框(攝像空間外區(qū)域圖Tl的內(nèi)框)為圓形，但 在架臺11的傾角為0。以外的情況下，為橢圓形。另外，圖5示出的 是以旋轉(zhuǎn)部15的旋轉(zhuǎn)軸為重構(gòu)中心的情況下的各個圖，但并非限定于 該情況，也可以是旋轉(zhuǎn)部15的旋轉(zhuǎn)中心與重構(gòu)中心不同的情況。該情 況下，畫質(zhì)劣化區(qū)域圖T2的內(nèi)框和外框有時會產(chǎn)生部分欠缺。
另外，在圖4所示的切片位置Sl的切片截面上，在以圖l所示 的旋轉(zhuǎn)部15的旋轉(zhuǎn)軸為重構(gòu)中心的情況下，不生成畫質(zhì)劣化區(qū)域圖 T2。
圖2所示的CT掃描執(zhí)行部56具有的功能是，使架臺11的旋轉(zhuǎn) 部15旋轉(zhuǎn)，通過執(zhí)行CT掃描來收集投影數(shù)據(jù)。在CT掃描中，首先 在使被檢體M位于旋轉(zhuǎn)部15的空洞部中的狀態(tài)下，固定z軸方向的 位置，向被檢體照射來自X射線管21的X射線束(X射線的投影)， 并利用X射線檢測器24檢測出透過X射線。然后， 一邊使X射線管 21和X射線檢測器24在被檢體M的周圍旋轉(zhuǎn)(即一邊改變投影角度)， 一邊在N個(例如N = 1,000) -f見線方向上以360度進(jìn)行該透過X射 線的檢測。檢測出的各透過X射線由數(shù)據(jù)收集部25變換成數(shù)字值， 然后作為投影數(shù)據(jù)經(jīng)由IF32b傳送到操作控制臺13。將這一系列的工 序作為一個單位，稱為1次掃描。
投影數(shù)據(jù)記錄部57具有將從架臺11傳送來的投影數(shù)據(jù)記錄在 HD44等存儲裝置中的功能。
圖像處理部58具有的功能是，重構(gòu)CT圖像，對CT圖像進(jìn)行圖 像處理(包括顯示處理)，以便可以識別畫質(zhì)劣化區(qū)域和畫質(zhì)未劣化 區(qū)域，然后使顯示裝置47顯示進(jìn)行圖像處理后的圖像。圖像處理部 58改變圖像處理的特性，以便可以識別畫質(zhì)劣化區(qū)域和畫質(zhì)未劣化區(qū) 域，并且進(jìn)行改變CT圖像上的灰度變換特性和色調(diào)特性中的至少一 個的圖像處理?；蛘?，圖像處理部58也可以進(jìn)行CT圖像的圖像處理，從CT圖像數(shù)據(jù)中除去與畫質(zhì)劣化區(qū)域相對應(yīng)的數(shù)據(jù)，以便可以識別 畫質(zhì)劣化區(qū)域和畫質(zhì)未劣化區(qū)域。或者，圖^象處理部58也可以對CT 圖像的畫質(zhì)劣化區(qū)域部分進(jìn)行不顯示、改變顏色以及降低對比度的顯 示處理中的至少一種顯示處理，以1更可以識別畫質(zhì)劣化區(qū)域和畫質(zhì)未 劣化區(qū)域?；蛘撸部梢赃M(jìn)行使畫質(zhì)劣化區(qū)域的內(nèi)框(畫質(zhì)劣化區(qū)域 與畫質(zhì)未劣化區(qū)域的邊界)顯示邊界線的顯示處理，以便可以識別畫 質(zhì)劣化區(qū)域和畫質(zhì)未劣化區(qū)域。具體地說，圖像處理部58具有圖像重 構(gòu)部66和顯示處理部67。
圖像重構(gòu)部66具有的功能是，根據(jù)由CT掃描執(zhí)行部56收集并 由投影數(shù)據(jù)記錄部57記錄的投影數(shù)據(jù)、或者預(yù)先存儲在HD44等存儲 裝置中的投影數(shù)據(jù)，對各切片截面上的Calib一FOV內(nèi)側(cè)(畫質(zhì)劣化區(qū) 域和畫質(zhì)未劣化區(qū)域)進(jìn)行逆向投影(back projection)，從而生成 CT圖像(重構(gòu)圖像)。在常規(guī)掃描、動態(tài)掃描和實時掃描等中使用 的圖像重構(gòu)中，使用可以忠實地再現(xiàn)z軸方向的錐角的算法來實施重 構(gòu)。
顯示處理部67使顯示裝置47顯示顯示圖像。具體地說，顯示處 理部67具有攝像空間外區(qū)域圖處理部68和畫質(zhì)劣化區(qū)域圖處理部 69。
攝像空間外區(qū)域圖處理部68針對每個切片，以重構(gòu)中心為基準(zhǔn)， 將由攝像空間外區(qū)域圖生成部62生成的攝像空間外區(qū)域圖和由圖像 重構(gòu)部66重構(gòu)的CT圖像合并，并將攝像空間外區(qū)域圖內(nèi)的像素的像 素值置換成使圖像看不見的屏蔽值(-2048)。
畫質(zhì)劣化區(qū)域圖處理部69針對每個切片，以重構(gòu)中心為基準(zhǔn)， 將由畫質(zhì)劣化區(qū)域圖生成部63生成的畫質(zhì)劣化區(qū)域圖和由圖像重構(gòu) 部66重構(gòu)的CT圖像合并，并變換畫質(zhì)劣化區(qū)域內(nèi)的顯示形式。在畫 質(zhì)劣化區(qū)域圖處理部69中，設(shè)置屏蔽值置換部69a、可變屏蔽值相加 部69b以及修邊線配置部69c當(dāng)中的至少一個。
屏蔽值置換部69a將畫質(zhì)劣化區(qū)域圖內(nèi)的像素的像素值置換成使 圖像看不見的屏蔽值。可變屏蔽值相加部69b為了使畫質(zhì)劣化區(qū)域圖內(nèi)的屏蔽的透明 度可變，進(jìn)行使畫質(zhì)劣化區(qū)域圖內(nèi)的像素的像素值加上可變屏蔽值的 處理。
修邊線配置部69c進(jìn)行在畫質(zhì)劣化區(qū)域圖的框上配置修邊線的處理。
由于重構(gòu)矩陣(包括體(volume))的像素的大小不同，在落入 畫質(zhì)劣化區(qū)域圖內(nèi)的畫質(zhì)劣化區(qū)域的像素與落入不在畫質(zhì)劣化區(qū)域圖 內(nèi)和攝像空間外區(qū)域圖內(nèi)的畫質(zhì)未劣化區(qū)域的像素的邊界附近，有時 會存在包含畫質(zhì)劣化區(qū)域和畫質(zhì)未劣化區(qū)域兩者的像素。這種情況下，
劣化區(qū)域或畫質(zhì)未劣化區(qū)域的處理，也可以進(jìn)行象分層(gradation) 處理那樣與畫質(zhì)劣化區(qū)域和畫質(zhì)未劣化區(qū)域不同的處理。
圖6、圖7和圖8是表示包含CT圖像的顯示圖像的模式圖。 圖6、圖7和圖8所示的顯示圖像是圖4所示的切片位置S2的 切片截面，是包含以圖1所示的旋轉(zhuǎn)部15的旋轉(zhuǎn)軸為重構(gòu)中心的情況 下的CT圖像的顯示圖像。圖6是表示使畫質(zhì)劣化區(qū)域圖處理部69的 屏蔽值置換部69a起作用、用屏蔽值置換畫質(zhì)劣化區(qū)域圖T2內(nèi)的像 素的像素值后的顯示圖像。圖7是使畫質(zhì)劣化區(qū)域圖處理部69的可變 屏蔽值相加部69b起作用、使畫質(zhì)劣化區(qū)域圖T2內(nèi)的像素的像素值 加上可變屏蔽值后的顯示圖像。另外，為了方便，在使像素值加上可 變屏蔽值后的部分上施加陰影。另外，圖8表示使畫質(zhì)劣化區(qū)域圖處 理部69的修邊線配置部69c起作用、在畫質(zhì)劣化區(qū)域圖T2的內(nèi)框上 配置修邊線(圖中的圓形實線)后的顯示圖像。在旋轉(zhuǎn)部15的旋轉(zhuǎn)軸 與重構(gòu)中心不同的情況下，有時會在顯示圖像上產(chǎn)生部分欠缺。
在本實施方式中，如果為了區(qū)分不適合檢查的畫質(zhì)劣化區(qū)域和適 合檢查的畫質(zhì)未劣化區(qū)域，而使畫質(zhì)劣化區(qū)域圖處理部69的屏蔽值置 換部69a起作用，則與攝像空間外區(qū)域圖Tl同樣，通過將畫質(zhì)劣化 區(qū)域圖T2的像素值置換成屏蔽值，可以顯示僅包括涉及畫質(zhì)未劣化 區(qū)域的CT圖像的顯示圖像(圖6)。但是，在將畫質(zhì)劣化區(qū)域圖T2置換成屏蔽值后，有時會無法判 別畫質(zhì)未劣化區(qū)域內(nèi)的像是患者M(jìn)l的哪個部分(部位)的像，即無 法判別相對于整體的位置關(guān)系。因此，在本實施方式中，使畫質(zhì)劣化 區(qū)域圖處理部69的可變屏蔽值相加部69b起作用，使對畫質(zhì)劣化區(qū)域 圖T2施加的屏蔽的透明度變化到可以判別畫質(zhì)未劣化區(qū)域內(nèi)的像相 對于整體的位置關(guān)系的程度，從而可以顯示包括涉及畫質(zhì)未劣化區(qū)域 和畫質(zhì)劣化區(qū)域的CT圖像的顯示圖像(圖7)。從而，在表示畫質(zhì) 劣化區(qū)域圖T2內(nèi)的像為低畫質(zhì)的同時，可以看見畫質(zhì)劣化區(qū)域圖T2 內(nèi)的屏蔽下的像。另外，對畫質(zhì)劣化區(qū)域圖T2施加的屏蔽的透明度 可以由操作者設(shè)定。
另外，通過使畫質(zhì)劣化區(qū)域圖處理部69的修邊線配置部69c起 作用，可以顯示顯示圖像(圖8)，可以得到與可變屏蔽值相加部69b 同樣的效果。另外，修邊線可以由操作者從例如實線、虛線和粗線(但 從外側(cè)變粗)等中自由選擇，并且，修邊線的顏色也可以由操作者自 由選擇。
進(jìn)而，也可以使圖2所示的操作控制臺13作為生成定位用的圖 像(定位像(scanogram ))的定位攝影執(zhí)行部71和定位像生成部72 起作用。
在使操作控制臺13作為定位攝影執(zhí)行部71和定位像生成部72 起作用的情況下，攝像空間外區(qū)域圖生成部62具有的功能是，根據(jù)攝 像空間的直徑(Calib_FOV)和X射線檢測器24在體軸方向上的寬 度(DS),從以旋轉(zhuǎn)部15的旋轉(zhuǎn)軸為中心的各切片截面上的攝像空 間的直徑的外側(cè)區(qū)域，生成在矢狀截面上產(chǎn)生的攝像空間的直徑的外 側(cè)區(qū)域的攝像空間外區(qū)域圖。畫質(zhì)劣化區(qū)域圖生成部63具有的功能 是，根據(jù)攝像空間的直徑、X射線檢測器24在體軸方向上的寬度和由 畫質(zhì)未劣化區(qū)域生成部61生成的畫質(zhì)未劣化區(qū)域，從在以旋轉(zhuǎn)部15 的旋轉(zhuǎn)軸為中心的各切片截面上生成的畫質(zhì)劣化區(qū)域，生成在矢狀截 面上產(chǎn)生的畫質(zhì)劣化區(qū)域的畫質(zhì)劣化區(qū)域圖。
圖9是表示矢狀截面上的攝像空間外區(qū)域圖和畫質(zhì)劣化區(qū)域圖的一個例子的圖。
圖9示出從以圖1所示的旋轉(zhuǎn)部15的旋轉(zhuǎn)軸為中心的各切片截 面上的攝像空間外區(qū)域生成、并在矢狀截面上產(chǎn)生的攝像空間外區(qū)域 圖Tl和同樣從畫質(zhì)劣化區(qū)域生成并在矢狀截面上產(chǎn)生的畫質(zhì)劣化區(qū) 域圖T2。
另外，也可以與定位像一起顯示重疊了表示掃描范圍的標(biāo)記(圖 9中的虛線)的圖像。在定位像上，通過與掃描范圍一起明示出畫質(zhì) 劣化區(qū)域圖T2,可以明示出掃描范圍與可以圖像化(保持了畫質(zhì)的數(shù) 據(jù)的圖像化)的范圍不同。另外，圖像處理部58也可以對定位像的畫 質(zhì)劣化區(qū)域部分進(jìn)行不顯示、改變顏色以及降低對比度的顯示處理中 的至少一種顯示處理。
定位攝影執(zhí)行部71具有執(zhí)行定位攝影的功能。在定位攝影中， 在主控制器31的控制下，在旋轉(zhuǎn)部15的旋轉(zhuǎn)停止的狀態(tài)下實施X射 線照射和數(shù)據(jù)收集。在該定位攝影中收集的投影數(shù)據(jù)被送到操作控制 臺13。
定位像生成部72具有的功能是，通過經(jīng)由操作控制臺13的HD44 等存儲裝置并根據(jù)收集位置排列被送到操作控制臺13的投影數(shù)據(jù)，來 生成定位像。
進(jìn)而，操作控制臺13還可以作為截面變換部81起作用。 在使操作控制臺13作為截面變換部81起作用的情況下，攝像空 間外區(qū)域圖生成部62具有的功能是，根據(jù)攝像空間的直徑 (Calib_FOV)和X射線檢測器24在體軸方向上的寬度(DS ),從 以重構(gòu)中心為中心的各切片截面上的攝像空間的直徑的外側(cè)區(qū)域，生 成在MPR ( Multi Planar Reconstruction,多平面重構(gòu))截面上產(chǎn)生 的攝像空間的直徑的外側(cè)區(qū)域的攝像空間外區(qū)域圖。畫質(zhì)劣化區(qū)域圖 生成部63具有的功能是，根據(jù)攝像空間的直徑、X射線檢測器24在 體軸方向上的寬度和由畫質(zhì)未劣化區(qū)域生成部61生成的畫質(zhì)未劣化 區(qū)域，從在以重構(gòu)中心為中心的各切片截面上產(chǎn)生的畫質(zhì)劣化區(qū)域， 生成在MPR截面上產(chǎn)生的畫質(zhì)劣化區(qū)域的畫質(zhì)劣化區(qū)域圖。截面變換部81具有的功能是，根據(jù)由圖像重構(gòu)部66重構(gòu)的多張 CT圖像，重構(gòu)與該CT圖像不同的MPR截面的圖像(冠狀像、矢狀 像以及傾斜像等)，從而生成MPR像。
圖10和圖ll是表示包含MPR像(矢狀像)的顯示圖像的圖。
圖10和圖11示出掃描收容了水的圓筒M2并在矢狀面上進(jìn)行截 面變換后的MPR像。圖10示出合并了使畫質(zhì)劣化區(qū)域圖處理部69 的屏蔽值置換部69a起作用、將像素值置換成屏蔽值后的畫質(zhì)劣化區(qū) 域圖T2后的MPR像。另一方面，圖11示出使畫質(zhì)劣化區(qū)域圖處理 部69的修邊線配置部69c起作用、在畫質(zhì)劣化區(qū)域圖T2的內(nèi)框上配 置修邊線后的MPR像。這里，圖IO和圖11示出以旋轉(zhuǎn)部15的旋轉(zhuǎn) 軸為重構(gòu)中心的情況下的顯示圖像，但不限定于該情況，也可以是旋 轉(zhuǎn)部15的旋轉(zhuǎn)軸與重構(gòu)中心不同的情況。
另外，本實施方式的技術(shù)還可以應(yīng)用于以多個切片位置中的每個 位置的多個CT圖像為基礎(chǔ)生成的三維圖像的圖像處理。圖像處理部 58針對多個切片位置中的每個位置求出畫質(zhì)劣化區(qū)域和畫質(zhì)未劣化 區(qū)域的范圍，對根據(jù)多個切片位置的CT圖像而取得的三維圖像進(jìn)行 圖像處理，以便可以識別畫質(zhì)劣化區(qū)域和畫質(zhì)未劣化區(qū)域。
根據(jù)本實施方式的X射線CT裝置10，通過生成對投影數(shù)據(jù)相 對充分的畫質(zhì)未劣化區(qū)域的顯示形式進(jìn)行適當(dāng)變更處理后的顯示圖 像，可以提供可良好地進(jìn)行檢查和讀影的圖像。
圖12是表示本發(fā)明的圖像顯示裝置的實施方式的框圖。
圖12示出一般的X射線CT裝置88和可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)N與X射 線CT裝置88進(jìn)行通信地連接的圖像顯示裝置(觀察儀)89,該X 射線CT裝置88 —邊使照射X射線束的X射線源和沿著切片方向具 備多列檢測元件的X射線檢測器以旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)， 一邊收集投影 數(shù)據(jù)，通過進(jìn)行考慮到X射線束的錐角的逆向投影處理，來對CT圖 像進(jìn)行圖像重構(gòu)。
圖像顯示裝置89大致包括CPU91、存儲器92、 HD94、 IF95、 輸入裝置96以及顯示裝置97等基本的硬件。CPU41經(jīng)由作為公用信號傳輸路徑的總線，與構(gòu)成圖像顯示裝置89的各硬件構(gòu)成要素相互連 接。另外，圖像顯示裝置89有時還具備記錄媒體驅(qū)動器98。另外， 不限于圖像顯示裝置89經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)N從X射線CT裝置88取得CT圖 像的情況，例如也可以是通過將由X射線CT裝置88生成的CT圖像 記錄在記錄媒體中、并利用圖像顯示裝置89的記錄媒體驅(qū)動器98讀 出該記錄媒體，從X射線CT裝置88取得CT圖像的情況。
這里，CPU91、存儲器92、 HD94、 IF95、輸入裝置96、顯示裝 置97以及記錄媒體驅(qū)動器98分別具有與圖1所示的CPU41、存儲器 42、 HD44、 IF45、輸入裝置46、顯示裝置47以及記錄媒體驅(qū)動器48 同等的功能，省略說明。
圖13是圖像顯示裝置89的功能框圖。
通過由圖12所示的圖像顯示裝置89的CPU91執(zhí)行程序，圖像 顯示裝置89作為區(qū)域運(yùn)算部55以及顯示處理部67起作用。雖然說明 的是各部55和67通過執(zhí)行程序來起作用的情況，但并非限定于該情 況，也可以作為硬件設(shè)置在圖像顯示裝置89中。
區(qū)域運(yùn)算部55如在圖2中所說明的那樣，具有畫質(zhì)未劣化區(qū)域 生成部61、攝像空間外區(qū)域圖生成部62以及畫質(zhì)劣化區(qū)域圖生成部 63。
顯示處理部67如在圖2中所說明的那樣，具有攝像空間外區(qū)域 圖處理部68和畫質(zhì)劣化區(qū)域圖處理部69。
圖像顯示裝置89的顯示處理部67根據(jù)與由區(qū)域運(yùn)算部55計算 的畫質(zhì)劣化區(qū)域的位置有關(guān)的信息，以可以識別畫質(zhì)劣化區(qū)域和畫質(zhì) 劣化區(qū)域以外的區(qū)域的形式，使顯示裝置97顯示圖像，從而醫(yī)生等讀 影者一邊看著顯示裝置97上的顯示圖像， 一邊進(jìn)行讀影。從而，讀影 者可以利用顯示圖像進(jìn)行正確且高精度的讀影。
根據(jù)本實施方式的圖像顯示裝置89，通過生成對投影數(shù)據(jù)相對充 分的畫質(zhì)未劣化區(qū)域的顯示形式進(jìn)行適當(dāng)變更處理后的顯示圖像，可 以提供可良好地進(jìn)行檢查和讀影的圖像。
權(quán)利要求
1、一種X射線CT裝置，一邊使照射X射線束的X射線源和沿著切片方向具備多列檢測元件的X射線檢測器以旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)，一邊收集投影數(shù)據(jù)，并通過進(jìn)行考慮到上述X射線束的錐角的逆向投影處理，來對CT圖像進(jìn)行圖像重構(gòu)，其特征在于，具有顯示裝置，與通過掃描被檢體而得到的定位用圖像一起，顯示重疊了表示用于得到上述CT圖像的掃描范圍的標(biāo)記后的圖像，并在上述定位用圖像上顯示標(biāo)記，以便能夠識別畫質(zhì)劣化區(qū)域；和輸入裝置，能夠設(shè)定并輸入用于得到上述CT圖像的掃描范圍。
2、 一種X射線CT裝置， 一邊使照射X射線束的X射線源和沿 著切片方向具備多列檢測元件的X射線檢測器以旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)， 一邊收集投影數(shù)據(jù)，并通過進(jìn)行考慮到上述X射線束的錐角的逆向投 影處理，來對CT圖像進(jìn)行圖像重構(gòu)，其特征在于，具有圖像處理部，對通過掃描被檢體而得到的定位用的定位像的畫質(zhì) 劣化區(qū)域部分進(jìn)行不顯示、改變顏色以及降低對比度的圖像處理中的 至少一種圖像處理；顯示裝置，與由上述顯示處理部處理后的定位像一起，顯示重疊 了表示用于得到上述CT圖像的掃描范圍的標(biāo)記后的圖像；和輸入裝置，能夠設(shè)定并輸入用于得到上述CT圖像的掃描范圍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種X射線CT裝置，該X射線CT裝置一邊使照射X射線束的X射線源和沿著切片方向具備多列檢測元件的X射線檢測器以旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)，一邊收集投影數(shù)據(jù)，并通過進(jìn)行考慮到上述X射線束的錐角的逆向投影處理，來對CT圖像進(jìn)行圖像重構(gòu)，該X射線CT裝置具有區(qū)域運(yùn)算部和圖像處理部。上述區(qū)域運(yùn)算部根據(jù)切片位置計算與由于上述錐角的影響而在上述投影數(shù)據(jù)的收集范圍的端部附近產(chǎn)生的畫質(zhì)劣化區(qū)域的位置有關(guān)的信息。上述圖像處理部對上述CT圖像進(jìn)行圖像處理，以便可以識別上述畫質(zhì)劣化區(qū)域和上述畫質(zhì)劣化區(qū)域以外的區(qū)域。
文檔編號A61B6/03GK101524280SQ20091012685
公開日2009年9月9日 申請日期2007年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月27日
發(fā)明者足立確, 齊藤聰 申請人:株式會社東芝;東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社