專利名稱：放射線診斷裝置、x射線計算機斷層攝影裝置及圖像處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對被檢體照射放射線、檢測透過被檢體的放射線并生成圖像的放射線 診斷裝置、X射線計算機斷層攝影裝置及圖像處理方法，特別涉及基于雙能量減影(dual energy subtraction)的減影圖像的生成。
背景技術(shù)：
以往，作為治療心臟的冠狀動脈的方法，有稱作PCI (PercutaneousCoronary Intervention 經(jīng)皮冠狀動脈介入治療)的方法。所謂PCI，是將導(dǎo)管(catheter)插入到 被檢體的血管內(nèi)，使用插入的導(dǎo)管將冠狀動脈的狹窄部及堵塞部擴張的方法。在進行該PCI 的情況下，醫(yī)生一邊觀察由X射線診斷裝置拍攝的X射線圖像一邊將導(dǎo)管推進到冠狀動脈 的病變部位。并且，通常在PCI中，將造影劑投放到被檢體中，通過DA (DigitalAngiography 數(shù) 字血管造影)攝影或DSA (Digital Subtraction Angiography 數(shù)字減影血管造影)攝影等 拍攝X射線圖像。這里，所謂DA攝影，是通過數(shù)字處理來生成由造影劑強調(diào)了血管的圖像的 攝影方法。此外，所謂DSA攝影，是將對被檢體投放造影劑之前的圖像定義為“蒙片(mask) 圖像”、通過對該蒙片圖像和投放造影劑之后的圖像實施減影處理(減法處理)，生成僅提 高了血管的對比度(contrast)的圖像的攝像方法(例如參照日本特開2007-195633號公 報)。但是，在上述DA攝影或DSA攝影等的攝像方法中，盡管生成強調(diào)了血管的圖像，但 將診斷中不需要的骨骼等的部位也重疊攝影到血管上。因此，有基于PCI的治療中需要的 心肌的運動變得難以觀察到的情況。所以，近年來，使用利用X射線的吸收率按每個部位而不同這一情況的稱作“雙能 量減影”的攝影方法。所謂雙能量減影，是將能量不同的X射線交替地照射在攝影對象的部 位上，對由此得到的X射線圖像實施減影處理的攝影方法。根據(jù)該雙能量減影，能夠得到消 除了在診斷中不需要的部位的圖像、或強調(diào)了造影劑或支架(Stent)的圖像等。另外，以下 將通過減影處理得到的圖像稱作“減影圖像”。但是，在上述以往的技術(shù)中，有如下問題，S卩相對于X射線的照射次數(shù)、不能高效 率地生成基于雙能量減影的減影圖像的問題。具體而言，通常在雙能量減影中，在設(shè)m為自然數(shù)的情況下，通過對第(2m_l)張拍 攝的奇數(shù)幀圖像及第2m張拍攝的偶數(shù)幀圖像實施減影處理來生成用于診斷的減影圖像。 例如，如果設(shè)攝影的幀速率(frame rate)為frl (張/秒)，則顯示通過減影處理生成的圖像時的幀速率為frl/2(張/秒)。即，在以往的雙能量減影中，相對于X射線的照射次數(shù)， 只能得到一半數(shù)量的處理圖像。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而做出的，目的是提供一種放射線診斷裝置、X射線計算機 斷層攝影裝置及圖像處理方法，相對于X射線的照射次數(shù)，能夠高效率地生成雙能量減影 的減影圖像。有關(guān)本發(fā)明的一技術(shù)方案的放射線診斷裝置，具備放射線照射部，交替地對被檢 體照射具有第一能量的放射線和具有與該第一能量不同的第二能量的放射線；放射線檢測 部，檢測透過了上述被檢體的放射線；圖像生成部，基于在照射了具有上述第一能量的放射 線時由上述放射線檢測部檢測到的放射線，生成第一圖像，并基于在照射了具有上述第二 能量的放射線時由上述放射線檢測部檢測到的放射線，生成第二圖像；以及減影圖像生成 部，每當(dāng)由上述圖像生成部生成上述第一圖像或上述第二圖像時，使用此次生成的圖像及 上次生成的圖像生成減影圖像。此外，有關(guān)本發(fā)明的另一技術(shù)方案的X射線計算機斷層攝影裝置，具備X射線照 射部，從不同的投影方向交替地對被檢體照射具有第一能量的X射線和具有與該第一能量 不同的第二能量的X射線；X射線檢測部，檢測透過了上述被檢體的X射線；投影數(shù)據(jù)生成部，基于在照射了具有上述第一能量的X射線時由上述X射線檢測部檢測到的X射線，生成 第一投影數(shù)據(jù)，并基于在照射了具有上述第二能量的X射線時由上述X射線檢測部檢測到的X射線，生成第二投影數(shù)據(jù)；差分數(shù)據(jù)生成部，每當(dāng)由上述投影數(shù)據(jù)生成部生成上述第一 投影數(shù)據(jù)或上述第二投影數(shù)據(jù)時，生成此次生成的投影數(shù)據(jù)及上次生成的投影數(shù)據(jù)之間的 差分數(shù)據(jù)；以及圖像重建處理部，根據(jù)由上述差分數(shù)據(jù)生成部生成的各差分數(shù)據(jù)重建圖像。此外，有關(guān)本發(fā)明的另一技術(shù)方案的圖像處理方法，包括交替地對被檢體照射具 有第一能量的放射線和具有與該第一能量不同的第二能量的放射線；檢測透過了上述被檢 體的放射線；基于在照射了具有上述第一能量的放射線時檢測到的放射線，生成第一圖像， 并基于在照射了具有上述第二能量的放射線時檢測到的放射線，生成第二圖像；以及每當(dāng) 生成上述第一圖像或上述第二圖像時，使用此次生成的圖像及上次生成的圖像生成減影圖 像。此外，有關(guān)本發(fā)明的另一技術(shù)方案的圖像處理方法，包括從不同的投影方向交替 地對被檢體照射具有第一能量的X射線和具有與該第一能量不同的第二能量的X射線；檢 測透過了上述被檢體的X射線；基于在照射了具有上述第一能量的X射線時檢測到的X射 線，生成第一投影數(shù)據(jù)，并基于在照射了具有上述第二能量的X射線時檢測到的X射線，生 成第二投影數(shù)據(jù)；每當(dāng)生成上述第一投影數(shù)據(jù)或上述第二投影數(shù)據(jù)時，生成此次生成的投 影數(shù)據(jù)及上次生成的投影數(shù)據(jù)之間的差分數(shù)據(jù)；以及根據(jù)所生成的各差分數(shù)據(jù)重建圖像。


圖1是表示有關(guān)本實施例1的X射線診斷裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是表示圖像運算存儲部及系統(tǒng)控制部的功能結(jié)構(gòu)的框圖。圖3是用來說明雙能量減影圖像生成部進行的雙能量減影圖像的生成的圖。
圖4是用來說明DSA圖像生成部進行的DSA圖像的生成的圖。圖5是表示由有關(guān)本實施例1的X射線診斷裝置執(zhí)行的處理的處理步驟的流程 圖。圖6是表示有關(guān)本實施例2的X射線CT裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。 圖7是表示有關(guān)本實施例2的X射線CT裝置的詳細結(jié)構(gòu)的功能框圖。圖8是表示由有關(guān)本實施例2的X射線CT裝置執(zhí)行的處理的處理步驟的流程圖。圖9是表示有關(guān)本實施例3的X射線CT裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。圖10是表示由有關(guān)本實施例3的X射線CT裝置執(zhí)行的處理的處理步驟的流程圖。
具體實施例方式以下，基于附圖詳細地說明有關(guān)本發(fā)明的放射線診斷裝置、X射線計算機斷層攝影 裝置及圖像處理方法。首先，作為實施例1，對將本發(fā)明應(yīng)用在X射線診斷裝置中的情況進行說明。另外， 在本實施例1中，將通過雙能量減影生成的圖像稱作“雙能量減影圖像”。此外，將通過DSA 生成的圖像稱作“DSA圖像”。首先，對有關(guān)本實施例1的X射線診斷裝置的結(jié)構(gòu)進行說明。圖1是表示有關(guān)本 實施例1的X射線診斷裝置100的結(jié)構(gòu)的框圖。如該圖所示，該X射線診斷裝置100具有X 射線管1、X射線檢測部2、C形臂3、機構(gòu)部4、高電壓產(chǎn)生部5、高電壓控制部6、臥臺7、架 臺部8、顯示部9、操作部10、圖像運算存儲部11、系統(tǒng)控制部12、監(jiān)視器20 22。X射線管1利用從高電壓產(chǎn)生部5供給的高電壓產(chǎn)生X射線，將產(chǎn)生的X射線對被 檢體P照射。X射線檢測部2檢測透過被檢體P的X射線。該X射線檢測部2例如由FPD (X射 線平面檢測器:Flat Panel Detector)或 I. I.(圖像增強器ImageIntensifier)構(gòu)成。C形臂3保持X射線管1及X射線檢測部2。具體而言，C形臂3形成為C字狀， 用一個端部支承X射線管1，用另一個端部支承X射線檢測部2。這里，C形臂3支承X射 線管1和X射線檢測部2，以使它們隔著被檢體P而對置。機構(gòu)部4支承C形臂3，并且將C形臂3旋轉(zhuǎn)或移動。高電壓產(chǎn)生部5供給X射線管1在X射線的產(chǎn)生中需要的高電壓。高電壓控制部6控制高電壓產(chǎn)生部5進行的高電壓的產(chǎn)生。通過該高電壓控制部 6控制高電壓的產(chǎn)生，能夠改變從X射線管1對被檢體P放射的X射線的線量。臥臺7具有載置被檢體P的頂板、和支承頂板的腳部。頂板能夠向垂直方向及水 平方向移動而構(gòu)成。架臺部8支承機構(gòu)部4及臥臺7等。在該架臺部8上，設(shè)有透視用腳踏開關(guān)(foot switch) 8a及攝影用腳踏開關(guān)Sb。透視用腳踏開關(guān)8a在操作者指示了基于透視條件的攝 影的開始或結(jié)束時使用。攝影用腳踏開關(guān)8b在操作者指示了基于攝影條件的攝影的開始 或結(jié)束時使用。顯示部9顯示由圖像運算存儲部11生成的各種圖像等。該顯示部9例如由 FPD (Flat Panel Display 平板顯示器)或CRT(Cathode Ray Tube:陰極射線管)顯示器 等構(gòu)成。
操作部10從操作者受理各種操作。該操作部10具有操作監(jiān)視器10a、透視用手 動開關(guān)(hand switch) 10b、攝影用手動開關(guān)IOc及開關(guān)保持器(switch holder) IOd0操作 監(jiān)視器IOa顯示患者信息及攝影條件、攝影協(xié)議(protocol)等、有關(guān)X射線診斷裝置100 的操作的信息。透視用手動開關(guān)IOb在操作者指示基于透視條件的攝影的開始或結(jié)束時使 用。攝影用手動開關(guān)IOc在操作者指示基于攝影條件的攝影的開始或結(jié)束時使用。開關(guān)保 持器IOd將攝影用手動開關(guān)IOc固定在操作臺等上。
圖像運算存儲部11基于由X射線檢測部2檢測到的X射線生成各種圖像。此外， 圖像運算存儲部11具有例如HDD (Hard Disk Driver 硬盤驅(qū)動器)等的存儲機構(gòu)，存儲所 生成的各種圖像。系統(tǒng)控制部12通過基于操作者的操作控制上述各功能部，從而控制整個X射線診 斷裝置100。監(jiān)視器20 22顯示由圖像運算存儲部11生成的各種圖像等。這些監(jiān)視器20 22例如通過將FPD或CRT顯示器等橫向排列地配置而構(gòu)成。以上，對有關(guān)本實施例1的X射線診斷裝置100進行了說明。基于這樣的結(jié)構(gòu)，在 有關(guān)本實施例1的X射線診斷裝置100中，圖像運算存儲部11交替地生成通過具有第一能 量的X射線的照射而得到的X射線圖像、和通過具有與第一能量不同的第二能量的X射線 的照射而得到的X射線圖像。此外，圖像運算存儲部11每當(dāng)生成X射線圖像時，使用此次 生成的X射線圖像及上次生成的X射線圖像生成雙能量減影圖像。由此，在本實施例1中， 能夠高效率地生成雙能量減影的減影圖像。以下，對上述圖像運算存儲部11及系統(tǒng)控制部12具有的功能詳細地說明。首先，對圖像運算存儲部11及系統(tǒng)控制部12的功能結(jié)構(gòu)進行說明。圖2是表示 圖像運算存儲部11及系統(tǒng)控制部12的功能結(jié)構(gòu)的框圖。如該圖所示，圖像運算存儲部11 具有圖像數(shù)據(jù)存儲部11a、X射線圖像生成部lib、雙能量減影圖像生成部Ilc及DSA圖像 生成部lid。圖像數(shù)據(jù)存儲部Ila存儲由X射線圖像生成部lib生成的X射線圖像。例如，圖 像數(shù)據(jù)存儲部Ila由HDD或DVD (Digital Versatile Disk 數(shù)字多功能盤)驅(qū)動器等構(gòu)成。X射線圖像生成部lib基于由X射線檢測部2檢測到的X射線生成X射線圖像。 例如，在基于雙能量減影的攝影中，X射線圖像生成部lib交替地生成通過具有第一能量的 X射線的照射而得到的X射線圖像、和通過具有與第一能量不同的第二能量的X射線的照射 而得到的X射線圖像。雙能量減影圖像生成部11C，每當(dāng)由X射線圖像生成部lib生成X射線圖像時，使 用此次生成的X射線圖像及上次生成的X射線圖像生成雙能量減影圖像。具體而言，如果由X射線圖像生成部lib生成X射線圖像，則雙能量減影圖像生成 部Ilc從圖像數(shù)據(jù)存儲部Ila讀出上次生成的X射線圖像。并且，雙能量減影圖像生成部 Ilc通過對此次生成的X射線圖像及上次生成的X射線圖像實施規(guī)定的減影處理而生成雙 能量減影圖像。這里，雙能量減影圖像生成部Ilc通過改變在規(guī)定的減影處理中使用的系數(shù)，也 能夠分別生成僅描繪特定的部位的圖像、或消除了特定的部位的圖像。圖3是用來說明雙能量減影圖像生成部Ilc進行的雙能量減影圖像的生成的圖。如該圖所示，例如，雙能量減影圖像生成部Ilc通過使用由高能量的X射線照射而得到的X 射線圖像、及由低能量的X射線的照射而得到的X射線圖像進行減影處理，由此生成消除了 骨骼的圖像或僅描繪骨骼的雙能量減影圖像。另外，雙能量減影圖像生成部IlC還能夠分 別生成描繪不同的部位的圖像。DSA圖像生成部Ild使用分別在對被檢體注入造影劑之前和之后生成的雙能量減 影圖像生成DSA圖像。圖4是用來說明DSA圖像生成部Ild進行的DSA圖像的生成的圖。如該圖所示， 具體而言，DSA圖像生成部Ild將在造影劑的注入前生成的雙能量減影圖像定義為蒙片圖 像。并且，DSA圖像生成部lld，每當(dāng)由雙能量減影圖像生成部Ilc使用通過高能量的X射 線照射而得到的X射線圖像及通過低能量的X射線的照射而得到的X射線圖像生成雙能量 減影圖像時，通過對所生成的圖像和蒙片圖像實施規(guī)定的減影處理而生成DSA圖像。回到圖2，系統(tǒng)控制部12特別具有X射線照射控制部12a及圖像顯示控制部12b。X射線照射控制部12a基于操作者的各種操作控制X射線的照射。具體而言，X射 線照射控制部12a在被操作者指示進行基于雙能量減影的攝影的情況下，通過控制高電壓 產(chǎn)生部5，在第一電壓值和比第一電壓值低的第二電壓值之間交替地切換對X射線管1供給 的電壓的大小。由此，通過X射線管1將具有高能量的X射線及具有低能量的X射線交替地照射 在被檢體上。結(jié)果，由X射線圖像生成部lib交替地生成通過高能量的X射線照射而得到 的X射線圖像以及通過低能量的X射線照射而得到的X射線圖像。并且，由雙能量減影圖 像生成部Ilc生成雙能量減影圖像。另外，在本實施例1中，對通過改變供給X射線管1的電壓的大小來切換對被檢體 照射的X射線的能量的情況進行說明，但例如也可以通過改變管電流來切換X射線的能量。圖像顯示控制部12b將由雙能量減影圖像生成部Ilc及DSA圖像生成部Ild生成 的各種圖像顯示在顯示部9、監(jiān)視器20 22上。具體而言，圖像顯示控制部12b在由雙能量減影圖像生成部Ilc分別生成了描繪 不同的部位的雙能量減影圖像的情況下，將各個減影圖像按照每個部位分別顯示在各個監(jiān) 視器上。例如，圖像顯示控制部12b在拍攝了被檢體P的胸部的情況下，將僅描繪骨骼的雙 能量減影圖像顯示在監(jiān)視器20上，將僅描繪心臟的雙能量減影圖像顯示在監(jiān)視器21上?；蛘?，圖像顯示控制部12b也可以將由X射線圖像生成部lib生成的X射線圖像 及由雙能量減影圖像生成部Ilc生成的雙能量減影圖像分別顯示在各個監(jiān)視器上。在此情況下，例如圖像顯示控制部12b將通過具有高能量的X射線的照射而得到的X射線圖像顯示在監(jiān)視器20上，將通過具有低能量的X射線的照射而得到的X射線圖像 顯示在監(jiān)視器21上。此外，圖像顯示控制部12b將由雙能量減影圖像生成部Ilc生成的雙 能量減影圖像顯示在監(jiān)視器22上。另外，圖像顯示控制部12b也可以將由雙能量減影圖像生成部Ilc及DSA圖像生 成部Ild連續(xù)生成的各圖像分別作為動態(tài)圖像顯示在顯示部9、監(jiān)視器20 22上。接著，對由有關(guān)本實施例1的X射線診斷裝置100執(zhí)行的處理的處理步驟進行說 明。圖5是表示由有關(guān)本實施例1的X射線診斷裝置100執(zhí)行的處理的處理步驟的流程圖。如該圖所示，在有關(guān)本實施例1的X射線診斷裝置100中，如果由操作者指示開始攝影(步 驟S11，是)，則基于X射線照射控制部12a進行的控制，X射線管1交替地照射具有高能量 的X射線及具有低能量的X射線(步驟S12)。接著，X射線圖像生成部lib基于由X射線檢測部2檢測到的X射線生成X射線圖像(步驟S13)。這里，X射線圖像生成部lib交替地生成通過高能量的X射線照射而得 到的X射線圖像以及通過低能量的X射線照射而得到的X射線圖像。并且，如果由X射線圖像生成部lib生成X射線圖像，則雙能量減影圖像生成部 Ilc使用此次生成的X射線圖像及上次生成的X射線圖像，來生成雙能量減影圖像(步驟 S14)。然后，圖像顯示控制部12b將由雙能量減影圖像生成部Ilc生成的雙能量減影圖像 顯示在顯示部9或監(jiān)視器20 22的某個上(步驟S15)。并且，如果由雙能量減影圖像生成部Ilc生成雙能量減影圖像，則DSA圖像生成部 Ild使用在對被檢體注入造影劑之前之后分別生成的雙能量減影圖像生成DSA圖像(步驟 S16)。然后，圖像顯示控制部12b將由DSA圖像生成部Ild生成的DSA圖像顯示在顯示部 9或監(jiān)視器20 22的某個上(步驟S17)。這樣，X射線診斷裝置100在由操作者指示結(jié)束攝影之前的期間，反復(fù)執(zhí)行步驟 S12 S17的處理(步驟S18，否)。如上所述，在本實施例1中，X射線圖像生成部lib分別生成通過具有高能量的X 射線照射而得到的X射線圖像和通過具有低能量的X射線照射而得到的X射線圖像。此外， 雙能量減影圖像生成部11c，每當(dāng)由X射線圖像生成部lib生成X射線圖像時，使用此次生 成的X射線圖像及上次生成的X射線圖像生成雙能量減影圖像。由此，在本實施例1中，在設(shè)m為自然數(shù)的情況下，如果設(shè)雙能量減影的減影處 理為 F(2m)-F(2m-1)，則以{F(2)-F(1)}、-{F(3)-F(2)}、{F(4)-F(3)}、-{F(5)-F(4)}、 {F(6)-F(5)}……的順序生成雙能量減影圖像。即，在本實施例1中，生成與X射線的照射 次數(shù)相同數(shù)量的雙能量減影圖像。因而，根據(jù)本實施例1，在與以往的雙能量減影相比的情況下，相對于X射線的照 射次數(shù)，能夠高效率地生成雙能量減影的減影圖像。此外，在以往的DSA攝影中，如果在攝影中被檢體動了，則需要再次重新攝影，但 在本實施例1的攝影中，由于根據(jù)連續(xù)攝影的X射線圖像生成減影圖像，所以被檢體的運動 造成的圖像的模糊減輕。結(jié)果，攝影的重做減少，所以能夠減少對于被檢體的輻射量。此外，在本實施例1中，DSA圖像生成部Ild使用在對被檢體注入造影劑之前之后 分別由雙能量減影圖像生成部Ilc生成的雙能量減影圖像，來生成DSA圖像。因而，根據(jù)本 實施例1，能夠一邊觀察消除了血管以外的部位的DSA圖像或強調(diào)了造影劑或支架的DSA圖 像，一邊高效率地進行血管的診斷及治療。此外，在本實施例1中，雙能量減影圖像生成部Ilc至少分別生成描繪第一部位的 雙能量減影圖像及描繪與第一部位不同的第二部位的雙能量減影圖像。此外，圖像顯示控 制部12b將描繪第一部位的雙能量減影圖像及描繪第二部位的雙能量減影圖像分別顯示。 因而，根據(jù)本實施例1，能夠一邊并列地觀察不同部位的狀況一邊高效率地進行診斷。此外，在本實施例1中，圖像顯示控制部12b將通過具有高能量的X射線照射而得 到的X射線圖像、通過具有低能量的X射線照射而得到的X射線圖像、和雙能量減影圖像分別顯示。因而，根據(jù)本實施例1，能夠一邊比較實施減影處理前后的圖像，一邊高效率地進行 診斷。此外，在本實施例1中，對X射線診斷裝置進行了說明，但本發(fā)明并不限于此，在使 用α射線、β射線、Υ射線等其他放射線的放射線診斷裝置中也能夠同樣使用。另外，在這里所說的放射線診斷裝置中，還包括X射線計算機斷層裝置。所以，以下，作為實施例2，對將本發(fā)明應(yīng)用在X射線計算機斷層攝影裝置中的情況進行說明。另外， 在本實施例2中，將X射線計算機斷層攝影裝置稱作X射線CT (Computed Tomography 計 算機斷層攝影)裝置。此外，將由X射線CT裝置生成的圖像稱作CT圖像。首先，對有關(guān)本實施例2的結(jié)構(gòu)進行說明。圖6是表示有關(guān)本實施例2的X射線 CT裝置200的結(jié)構(gòu)的框圖。如圖6所示，X射線CT裝置200具備架臺裝置30、臥臺裝置40、 和控制臺(console)裝置50。架臺裝置30是對被檢體P照射X射線并收集投影數(shù)據(jù)的裝置。該架臺裝置30具 有高電壓產(chǎn)生部31、X射線管32、X射線檢測器33、數(shù)據(jù)收集部34、旋轉(zhuǎn)框架35、和架臺驅(qū) 動部36。高電壓產(chǎn)生部31對X射線管32供給高電壓。X射線管32通過從高電壓產(chǎn)生部 31供給的高電壓而產(chǎn)生X射線。X射線檢測器33檢測表示透過了被檢體P的X射線的強度分布的X射線強度分布 數(shù)據(jù)。例如，X射線檢測器33是通過將由多個通道(channel)的X射線檢測元件構(gòu)成的檢 測元件列沿切片(slice)方向(圖6所示的Z軸方向)排列多列(例如320列)而構(gòu)成的 多列的面檢測器。數(shù)據(jù)收集部34是根據(jù)由X射線檢測器33檢測到的X射線強度分布數(shù)據(jù)生成投影 數(shù)據(jù)的裝置。例如，數(shù)據(jù)收集部34通過對X射線強度分布數(shù)據(jù)進行放大處理及A/D變換處 理等，生成2維投影數(shù)據(jù)。此外，數(shù)據(jù)收集部34將生成的投影數(shù)據(jù)發(fā)送給控制臺裝置50。旋轉(zhuǎn)框架35形成為圓環(huán)狀，高速且連續(xù)地旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)框架35支承X射線管32 和X射線檢測器33，以使它們隔著被檢體P對置。架臺驅(qū)動部36通過使旋轉(zhuǎn)框架35旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動，使X射線管32及X射線檢測器33在以被檢體P為中心的圓軌道上旋轉(zhuǎn)。臥臺裝置40是載置被檢體P的裝置，具有頂板41和臥臺驅(qū)動裝置42。頂板41是 在攝影時載置被檢體P的板。臥臺驅(qū)動裝置42是將頂板41向切片方向移動的裝置?？刂婆_裝置50是從操作者受理有關(guān)X射線CT裝置200的操作的各種指示、根據(jù) 由架臺裝置30收集到的投影數(shù)據(jù)重建圖像的裝置。該控制臺裝置50具有輸入裝置51、顯 示裝置52、掃描控制部53、預(yù)處理部54、投影數(shù)據(jù)存儲部55、圖像重建處理部56、圖像數(shù)據(jù) 存儲部57、和系統(tǒng)控制部58。輸入裝置51具有鼠標及鍵盤等，是從操作者受理對X射線CT裝置200的指示的 裝置。例如，輸入裝置51從操作者受理包括X射線的照射間隔、攝影時間、向X射線管供給 的管電流等的攝影條件的輸入。顯示裝置52具有LCD (Liquid Crystal Display 液晶顯示器)等的顯示器，是顯 示各種信息的裝置。例如，該顯示裝置52顯示由后述的圖像數(shù)據(jù)存儲部57存儲的圖像數(shù) 據(jù)、及用來從操作者受理各種指示的⑶I (Graphical User Interface 圖形用戶界面)等。掃描控制部53根據(jù)后述的系統(tǒng)控制部58的控制，基于由操作者設(shè)定的攝影條件，驅(qū)動高電壓產(chǎn)生部31、數(shù)據(jù)收集部34、架臺驅(qū)動部36及臥臺驅(qū)動裝置42。通過該掃描控制 部53驅(qū)動各部，收集有關(guān)被檢體P的投影數(shù)據(jù)。預(yù)處理部54對由數(shù)據(jù)收集部34生成的投影數(shù)據(jù)進行靈敏度修正等的預(yù)處理。此外，預(yù)處理部54將進行了預(yù)處理后的投影數(shù)據(jù)存儲到投影數(shù)據(jù)存儲部55中。投影數(shù)據(jù)存儲部55存儲由預(yù)處理部54進行了預(yù)處理后的投影數(shù)據(jù)。該投影數(shù)據(jù)存儲部55例如是硬盤裝置或光盤裝置等。圖像重建處理部56根據(jù)后述的系統(tǒng)控制部58的控制，讀出由投影數(shù)據(jù)存儲部55存儲的投影數(shù)據(jù)，通過對讀出的投影數(shù)據(jù)進行逆投影處理而重建CT圖像。此外，圖像重建 處理部56將重建后的CT圖像存儲到圖像數(shù)據(jù)存儲部57中。圖像數(shù)據(jù)存儲部57存儲由圖像重建處理部56重建后的CT圖像。該圖像數(shù)據(jù)存 儲部57例如是硬盤裝置或光盤裝置等。系統(tǒng)控制部58通過控制架臺裝置30、臥臺裝置40及控制臺裝置50的動作來進行 X射線CT裝置200的整體控制。例如，系統(tǒng)控制部58通過基于經(jīng)由輸入裝置51從操作者 受理的攝影條件來控制架臺裝置30、臥臺裝置40及控制臺裝置50，從而執(zhí)行投影數(shù)據(jù)的收 集及CT圖像的重建。以上，對有關(guān)本實施例2的X射線CT裝置200的結(jié)構(gòu)進行了說明，基于這樣的結(jié) 構(gòu)，在有關(guān)本實施例2的X射線CT裝置200中，X射線管32將具有第一能量的X射線和具 有與第一能量不同的第二能量的X射線交替地照射在被檢體P上。此外，圖像重建處理部 56基于在照射了具有第一能量的X射線時由X射線檢測器33檢測到的X射線來生成第一 CT圖像，并基于在照射了具有第二能量的X射線時由X射線檢測器33檢測到的X射線來生 成第二 CT圖像。并且，每當(dāng)生成第一 CT圖像或第二 CT圖像時，圖像重建處理部56使用此 次生成的CT圖像及上次生成的CT圖像生成減影圖像。由此，在本實施例2中，能夠高效率 地生成雙能量減影的減影圖像。以下，對該X射線CT裝置200具有的功能詳細地說明。圖7是表示有關(guān)本實施例2的X射線CT裝置200的詳細結(jié)構(gòu)的功能框圖。另外， 在圖7中，表示了圖6所示的各部中的顯示裝置52、掃描控制部53、投影數(shù)據(jù)存儲部55、圖 像重建處理部56及圖像數(shù)據(jù)存儲部57。在本實施例2中，系統(tǒng)控制部58，每當(dāng)旋轉(zhuǎn)框架35旋轉(zhuǎn)一次時，控制X射線管32， 以使其將具有第一能量的χ射線、和具有與第一能量不同的第二能量的χ射線交替地照射 在被檢體P上。這里，假設(shè)第一能量是比第二能量高的能量。此外，如圖7所示，圖像數(shù)據(jù)存儲部57具有CT圖像存儲部57a、第1減影圖像存儲 部57b、和第2減影圖像存儲部57c。CT圖像存儲部57a存儲由后述的CT圖像生成部56a生成的CT圖像。第1減影圖 像存儲部57b存儲由后述的第1減影圖像生成部56b生成的減影圖像。第2減影圖像存儲 部57c存儲由后述的第2減影圖像生成部56c生成的減影圖像。此外，如圖7所示，圖像重建處理部56具有CT圖像生成部56a、第1減影圖像生成 部56b和第2減影圖像生成部56c。CT圖像生成部56a基于在照射了高能量的X射線時由X射線檢測器33檢測到的 X射線，生成第ICT圖像，基于在照射了低能量的X射線時由X射線檢測器33檢測到的X射 線，生成第2CT圖像。并且，CT圖像生成部56a將生成的各CT圖像存儲到CT圖像存儲部57a 中。第1減影圖像生成部56b，每當(dāng)由CT圖像生成部56a生成第ICT圖像或第2CT圖像時，使用此次生成的CT圖像及上次生成的CT圖像生成第1減影圖像。這里生成的第1 減影圖像例如為僅描繪了特定的部位的圖像。具體而言，如果由CT圖像生成部56a生成第ICT圖像，則第1減影圖像生成部56b分別從CT圖像存儲部57a讀出生成的第ICT圖像和之前剛剛生成的第2CT圖像。并且，第 1減影圖像生成部56b通過計算所讀出的第ICT圖像與第2CT圖像之間的差分，生成第1減
影圖像。此外，如果由CT圖像生成部56a生成第2CT圖像，則第1減影圖像生成部56b分別從CT圖像存儲部57a讀出生成的第2CT圖像和之前剛剛生成的第ICT圖像。并且，第1 減影圖像生成部56b通過計算所讀出的第2CT圖像與第ICT圖像之間的差分，生成第1減
影圖像。并且，第1減影圖像生成部56b將所生成的第1減影圖像存儲到第1減影圖像存儲部57b中。第2減影圖像生成部56c使用在對被檢體P注入造影劑之前之后分別由第1減影 圖像生成部56b生成的第1減影圖像，來生成第2減影圖像。這里生成的第2減影圖像為 消除了血管以外的部位的圖像。并且，在本實施例2中，系統(tǒng)控制部58將由第1減影圖像生成部56b及第2減影 圖像生成部56c生成的各減影圖像顯示在顯示裝置52上。例如，系統(tǒng)控制部58將由第1減影圖像生成部56b生成的第1減影圖像、和由第 2減影圖像生成部56c生成的第2減影圖像排列顯示在顯示裝置52上。此時，系統(tǒng)控制部 58也可以將由第1減影圖像生成部56b及第2減影圖像生成部56c連續(xù)生成的減影圖像分 別作為動態(tài)圖像顯示在顯示裝置52上。接著，對由有關(guān)本實施例2的X射線CT裝置200執(zhí)行的處理的處理步驟進行說明。 圖8是表示由有關(guān)本實施例2的X射線CT裝置200執(zhí)行的處理的處理步驟的流程圖。如圖8所示，在X射線CT裝置200中，如果由操作者指示開始攝影(步驟S21， 是)，則在系統(tǒng)控制部58的控制下，每當(dāng)旋轉(zhuǎn)框架35旋轉(zhuǎn)1次，X射線管32交替地照射具 有高能量的X射線和具有低能量的X射線(步驟S22)。接著，CT圖像生成部56a基于在照射了高能量的X射線時由X射線檢測器33檢 測到的X射線生成第ICT圖像，基于在照射了低能量的X射線時由X射線檢測器33檢測到 的X射線生成第2CT圖像(步驟S23)。接著，第1減影圖像生成部56b，每當(dāng)由CT圖像生成部56a生成第ICT圖像或第 2CT圖像時，使用此次生成的CT圖像及上次生成的CT圖像生成第1減影圖像(步驟S24)。 并且，系統(tǒng)控制部58將由第1減影圖像生成部56b生成的第1減影圖像顯示在顯示裝置52 上(步驟S25)。接著，第2減影圖像生成部56c使用在對被檢體P注入造影劑之前之后分別由第 1減影圖像生成部56b生成的第1減影圖像，生成第2減影圖像(步驟S26)。并且，系統(tǒng)控 制部58將由第1減影圖像生成部56b及第2減影圖像生成部56c生成的各減影圖像顯示 在顯示裝置52上(步驟S27)。
這樣，X射線CT裝置200在由操作者指示結(jié)束攝影之前的期間，反復(fù)執(zhí)行步驟 S22 S27的處理(步驟S28，否)。如上所述，在本實施例2中，X射線管32將具有第一能量的X射線和具有與第一 能量不同的第二能量的X射線交替地照射在被檢體P上。此外，CT圖像生成部56a基于在 照射了具有第一能量的X射線時由X射線檢測器33檢測到的X射線來生成第一 CT圖像， 基于在照射了具有第二能量的X射線時由X射線檢測器33檢測到的X射線來生成第二 CT 圖像。并且，第1減影圖像生成部56b，每當(dāng)生成第一 CT圖像或第二 CT圖像時，使用此次生 成的CT圖像及上次生成的CT圖像生成減影圖像。因而，根據(jù)本實施例2，在使用X射線CT 裝置200的情況下，也能夠高效率地生成雙能量減影的減影圖像。
此外，在本實施例2中，第2減影圖像生成部56c使用在對被檢體注入造影劑之前 之后分別由第1減影圖像生成部56b生成的第1減影圖像，來生成第2減影圖像。因而，根 據(jù)本實施例2，在使用X射線CT裝置200的情況下，也能夠一邊觀察減影圖像一邊高效率地 進行血管的診斷及治療。另外，在上述實施例2中，對于每當(dāng)旋轉(zhuǎn)框架旋轉(zhuǎn)1次時交替地照射具有第一能量 的X射線和具有第二能量的X射線的情況進行了說明。但是，本發(fā)明并不限于此。X射線CT裝置通過使隔著被檢體對置而配置的X射線管和X射線檢測器以被檢體 為中心旋轉(zhuǎn)，從多個不同的投影方向?qū)Ρ粰z體照射X射線。這里，將作為X射線的照射單位 的各投影方向稱作“視角(View)”。并且，X射線CT裝置按照每個視角生成投影數(shù)據(jù)。所以，例如也可以按照每個視角使X射線的能量交替地變化，生成按照每個視角 生成的投影數(shù)據(jù)的差分數(shù)據(jù)。以下，將這樣的情況作為實施例3進行說明。首先，對有關(guān)本實施例3的X射線CT裝置的結(jié)構(gòu)進行說明。圖9是表示有關(guān)本實 施例3的X射線CT裝置300的結(jié)構(gòu)的框圖。另外，這里為了便于說明，對于起到與圖6所 示的各部同樣的作用的功能部賦予相同的標號而省略其詳細的說明。如圖9所示，X射線CT裝置300具備架臺裝置30、臥臺裝置40和控制臺裝置60。控制臺裝置60是從操作者受理有關(guān)X射線CT裝置300的操作的各種指示，并根 據(jù)由架臺裝置30收集的投影數(shù)據(jù)重建圖像的裝置。該控制臺裝置60具有輸入裝置51、顯 示裝置52、掃描控制部53、預(yù)處理部54、投影數(shù)據(jù)存儲部55、圖像重建處理部66、圖像數(shù)據(jù) 存儲部57、系統(tǒng)控制部68和差分數(shù)據(jù)存儲部6A。在本實施例3中，系統(tǒng)控制部68控制X射線管32，以使其按照每個視角交替地對 被檢體P照射具有第一能量的X射線和具有與第一能量不同的第二能量的X射線。這里， 假設(shè)第一能量是比第二能量高的能量。在此情況下，數(shù)據(jù)收集部34基于在照射了高能量的X射線時由X射線檢測器33 檢測到的X射線來生成第一投影數(shù)據(jù)，基于在照射了低能量的X射線時由X射線檢測器33 檢測到的X射線來生成第二投影數(shù)據(jù)。因而，在投影數(shù)據(jù)存儲部55中，按照每個視角交替 地存儲第一投影數(shù)據(jù)和第二投影數(shù)據(jù)。差分數(shù)據(jù)存儲部69，每當(dāng)由數(shù)據(jù)收集部34生成第一投影數(shù)據(jù)或第二投影數(shù)據(jù)時， 生成此次生成的投影數(shù)據(jù)及上次生成的投影數(shù)據(jù)之間的差分數(shù)據(jù)。具體而言，差分數(shù)據(jù)生成部69，將由數(shù)據(jù)收集部34交替生成的第一投影數(shù)據(jù)及第 二投影數(shù)據(jù)，按被生成的順序從投影數(shù)據(jù)存儲部55中讀出。并且，差分數(shù)據(jù)生成部69，每當(dāng)讀出投影數(shù)據(jù)時，生成上次讀出的投影數(shù)據(jù)與此次讀出的投影數(shù)據(jù)之間的差分數(shù)據(jù)。并且，差分數(shù)據(jù)生成部69將生成的各差分數(shù)據(jù)存儲到差分數(shù)據(jù)存儲部6A中。差分數(shù)據(jù)存儲部6A存儲由差分數(shù)據(jù)生成部69生成的差分數(shù)據(jù)。圖像重建處理部66根據(jù)由投影數(shù)據(jù)存儲部55存儲的投影數(shù)據(jù)與實施例2同樣地重建CT圖像。此外，在本實施例3中，圖像重建處理部66也根據(jù)由差分數(shù)據(jù)存儲部6A存儲的差分數(shù)據(jù)重建CT圖像。具體而言，圖像重建處理部66讀出由差分數(shù)據(jù)存儲部6A存儲的差分數(shù)據(jù)，通過對讀出的差分數(shù)據(jù)進行逆投影處理而重建CT圖像。另外，這里生成的CT圖像既可以是2維圖像，也可以是3維圖像。并且，圖像重建處理部66將重建后的CT圖像存儲到圖像數(shù)據(jù)存 儲部57中。并且，在本實施例3中，系統(tǒng)控制部68將由圖像重建處理部66生成的CT圖像顯示在顯示裝置52上。此時，系統(tǒng)控制部68也可以將由圖像重建處理部66連續(xù)生成的CT圖像作為動態(tài)圖像顯示在顯示裝置52上。接著，對由有關(guān)本實施例3的X射線CT裝置300執(zhí)行的處理的處理步驟進行說明。圖10是表示由有關(guān)本實施例3的X射線CT裝置300執(zhí)行的處理的處理步驟的流程圖。如圖10所示，在X射線CT裝置300中，如果由操作者指示開始攝影(步驟S31，是)，則在系統(tǒng)控制部68的控制下，按照每個視角，將高能量的X射線和低能量的X射線交 替地照射在被檢體P上(步驟S32)。接著，數(shù)據(jù)收集部34基于在照射了高能量的X射線時由X射線檢測器33檢測到的X射線生成第一投影數(shù)據(jù)，基于在照射了低能量的X射線時由X射線檢測器33檢測到的 X射線生成第二投影數(shù)據(jù)(步驟S33)。接著，差分數(shù)據(jù)存儲部69，每當(dāng)由數(shù)據(jù)收集部34生成第一投影數(shù)據(jù)或第二投影數(shù)據(jù)時，生成此次生成的投影數(shù)據(jù)及上次生成的投影數(shù)據(jù)之間的差分數(shù)據(jù)(步驟S34)。然后，圖像重建處理部66根據(jù)由差分數(shù)據(jù)生成部69生成的差分數(shù)據(jù)重建CT圖像(步驟S35)。并且，系統(tǒng)控制部68將由圖像重建處理部66生成的CT圖像顯示在顯示裝置52上(步驟S36)。這樣，X射線CT裝置300在由操作者指示結(jié)束攝影之前的期間，反復(fù)執(zhí)行步驟 S32 S36的處理(步驟S37，否)。如上所述，在本實施例3中，X射線管32將具有第一能量的X射線和具有與該第一能量不同的第二能量的X射線從不同的投影方向交替地照射在被檢體上。此外，數(shù)據(jù)收集部34基于在照射了具有第一能量的X射線時由X射線檢測器33檢測到的X射線來生成第一投影數(shù)據(jù)，基于在照射了具有第二能量的X射線時由X射線檢測器33檢測到的X射線來生成第二投影數(shù)據(jù)。此外，差分數(shù)據(jù)生成部69，每當(dāng)由數(shù)據(jù)收集部34生成第一投影數(shù)據(jù)或第二投影數(shù)據(jù)時，生成此次生成的投影數(shù)據(jù)及上次生成的投影數(shù)據(jù)紫黃晶的差分數(shù)據(jù)。并且，圖像重建處理部66根據(jù)由差分數(shù)據(jù)生成部69生成的各差分數(shù)據(jù)重建圖像。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠在多個能量狀態(tài)下收集投影數(shù)據(jù)而無需X射線管32繞被檢體的周圍旋轉(zhuǎn)多次。此外，能夠在多個能量狀態(tài)下根據(jù)投影數(shù)據(jù)重建CT圖像。以上，有關(guān)本發(fā)明的放射線診斷裝置、X射線計算機斷層攝影裝置及圖像處理方法，在根據(jù)X射線圖像生成雙能量減影圖像的情況下具有實用性，特別適合于要求相對于X射線的照射次數(shù)高效率地生成雙能量減影圖像的情況.
權(quán)利要求
一種放射線診斷裝置，其特征在于，具備放射線照射部，交替地對被檢體照射具有第一能量的放射線和具有與該第一能量不同的第二能量的放射線；放射線檢測部，檢測透過了上述被檢體的放射線；圖像生成部，基于在照射了具有上述第一能量的放射線時由上述放射線檢測部檢測到的放射線，生成第一圖像，并基于在照射了具有上述第二能量的放射線時由上述放射線檢測部檢測到的放射線，生成第二圖像；以及減影圖像生成部，每當(dāng)由上述圖像生成部生成上述第一圖像或上述第二圖像時，使用此次生成的圖像及上次生成的圖像生成減影圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的放射線診斷裝置，其特征在于，上述減影圖像生成部是生成上述減影圖像作為第一減影圖像的第一減影圖像生成部；該放射線診斷裝置還具備第二減影圖像生成部，該第二減影圖像生成部使用在對上述 被檢體注入造影劑之前和之后分別由上述第一減影圖像生成部生成的減影圖像，生成第二 減影圖像。
3.如權(quán)利要求1所述的放射線診斷裝置，其特征在于，上述第一減影圖像生成部至少分別生成描繪了第一部位的減影圖像及描繪了與上述 第一部位不同的第二部位的減影圖像，作為上述第一減影圖像；該放射線診斷裝置還具備第一圖像顯示控制部，該第一圖像顯示控制部將描繪了上述 第一部位的減影圖像及描繪了上述第二部分的減影圖像分別顯示在顯示部上。
4.如權(quán)利要求1所述的放射線診斷裝置，其特征在于，還具備第二圖像顯示控制部，該第二圖像顯示控制部將由上述圖像生成部生成的第一 圖像及第二圖像、以及由上述減影圖像生成部生成的減影圖像分別顯示在顯示部上。
5.如權(quán)利要求1所述的放射線診斷裝置，其特征在于，還具備動態(tài)圖像顯示控制部，該動態(tài)圖像顯示控制部將由上述減影圖像生成部連續(xù)生 成的減影圖像作為動態(tài)圖像顯示在顯示部上。
6.一種X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于，具備X射線照射部，從不同的投影方向交替地對被檢體照射具有第一能量的X射線和具有 與該第一能量不同的第二能量的X射線；X射線檢測部，檢測透過了上述被檢體的X射線；投影數(shù)據(jù)生成部，基于在照射了具有上述第一能量的X射線時由上述X射線檢測部檢 測到的X射線，生成第一投影數(shù)據(jù)，并基于在照射了具有上述第二能量的X射線時由上述X 射線檢測部檢測到的X射線，生成第二投影數(shù)據(jù)；差分數(shù)據(jù)生成部，每當(dāng)由上述投影數(shù)據(jù)生成部生成上述第一投影數(shù)據(jù)或上述第二投影 數(shù)據(jù)時，生成此次生成的投影數(shù)據(jù)及上次生成的投影數(shù)據(jù)之間的差分數(shù)據(jù)；以及圖像重建處理部，根據(jù)由上述差分數(shù)據(jù)生成部生成的各差分數(shù)據(jù)重建圖像。
7.如權(quán)利要求6所述的X射線計算機斷層攝影裝置，其特征在于，還具備動態(tài)圖像顯示控制部，該動態(tài)圖像顯示控制部將由上述圖像重建處理部連續(xù)生 成的圖像作為動態(tài)圖像顯示在顯示部上。
8.一種圖像處理方法，其特征在于，包括下列步驟交替地對被檢體照射具有第一能量的放射線和具有與該第一能量不同的第二能量的 放射線；檢測透過了上述被檢體的放射線；基于在照射了具有上述第一能量的放射線時檢測到的放射線，生成第一圖像，并基于 在照射了具有上述第二能量的放射線時檢測到的放射線，生成第二圖像；以及每當(dāng)生成上述第一圖像或上述第二圖像時，使用此次生成的圖像及上次生成的圖像生 成減影圖像。
9.一種圖像處理方法，其特征在于，包括下列步驟從不同的投影方向交替地對被檢體照射具有第一能量的X射線和具有與該第一能量 不同的第二能量的X射線；檢測透過了上述被檢體的X射線；基于在照射了具有上述第一能量的X射線時檢測到的X射線，生成第一投影數(shù)據(jù)，并基 于在照射了具有上述第二能量的X射線時檢測到的X射線，生成第二投影數(shù)據(jù)；每當(dāng)生成上述第一投影數(shù)據(jù)或上述第二投影數(shù)據(jù)時，生成此次生成的投影數(shù)據(jù)及上次 生成的投影數(shù)據(jù)之間的差分數(shù)據(jù)；以及根據(jù)所生成的各差分數(shù)據(jù)重建圖像。
全文摘要
本發(fā)明提供一種放射線診斷裝置、X射線計算機斷層攝影裝置及圖像處理方法。X射線圖像生成部交替地生成通過具有高能量的X射線的照射而得到的X射線圖像、和通過具有低能量的X射線的照射而得到的X射線圖像。此外，雙能量減影圖像生成部，每當(dāng)由X射線圖像生成部生成X射線圖像時，使用此次生成的X射線圖像及上次生成的X射線圖像生成雙能量減影圖像。
文檔編號A61B6/03GK101797162SQ20101011297
公開日2010年8月11日 申請日期2010年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月6日
發(fā)明者坂口卓彌, 大橋俊平, 小林正樹, 山下智史, 松本正典, 高仲信 申請人:株式會社東芝;東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社