X射線ct裝置以及醫(yī)用圖像處理方法
【專利摘要】提供能夠在多個圖像的重疊區(qū)域中減輕由像素的坐標的差異帶來的影響來對多個圖像進行合成的X射線CT裝置以及醫(yī)用圖像處理方法。X射線CT裝置具有處理部和合成部。處理部基于圖像生成部針對被檢體的第1三維區(qū)域生成的第1圖像中的第1像素的坐標、以及針對該被檢體的第2三維區(qū)域生成的第2圖像中的第2像素的坐標，在體軸方向的規(guī)定范圍中將第1像素和第2像素一對一地組合。合成部生成基于處理部的組合所涉及的第1像素和第2像素的第3像素，并生成包含第3像素的第3圖像。
【專利說明】X射線CT裝置以及醫(yī)用圖像處理方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明的實施方式涉及X射線CT裝置以及醫(yī)用圖像處理方法。
【背景技術】
[0002]X射線CT (Computed Tomography:計算機斷層掃描)裝置是利用X射線對被檢體進行掃描而收集數據，并通過計算機對收集到的數據進行處理，由此將被檢體的內部進行圖像化的裝置。
[0003]X射線CT裝置具有如下結構:具有將X射線管和X射線檢測器安裝于圓環(huán)狀的框架上并使它們對置而成的旋轉部，使被檢體位于該框架的內側，一邊使旋轉部旋轉一邊從X射線管照射X射線，通過X射線檢測器對透射了被檢體的X射線進行檢測，從而對被檢體進行掃描。
[0004]X射線CT裝置的攝影方法中有被稱為分步照射(step and shoot)的攝影方法。該方法是對被檢體的一部分照射X射線而拍攝圖像之后，在停止X射線的照射的狀態(tài)下將被檢體連同診視床一起在體軸方向上移動規(guī)定的距離，并對被檢體的其他部分照射X射線而拍攝圖像，重復相關的移動和拍攝，然后對被檢體的各部分的圖像進行合成，從而得到被檢體的大范圍的圖像的方法。通常，被檢體的各部分的圖像以具有重疊區(qū)域的方式進行拍攝，對該重疊區(qū)域實施羽化(feathering)。羽化是指在相互重合的圖像彼此的重疊區(qū)域與其他區(qū)域的邊界附近，使像素值的變化平緩的處理。 [0005]現有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開2012 - 55393號公報
【發(fā)明內容】

[0008]發(fā)明要解決的問題
[0009]在進行傾斜攝影等診視床的移動距離不能被圖像的像素的坐標間隔整除的攝影時，在規(guī)定的圖像(第I圖像)及與該圖像重疊的其他圖像(第2圖像)的重疊區(qū)域中，第I圖像中的像素的體軸方向的坐標與第2圖像中的像素的體軸方向的坐標為不同的坐標。此時，由于這些坐標的差異的影響，所合成(對重疊區(qū)域實施羽化后)的圖像的圖像厚度變厚，因此圖像中產生模糊。
[0010]本發(fā)明要解決的問題是提供一種在多個圖像的重疊區(qū)域中減輕由像素的坐標的差異帶來的影響而能夠對多個圖像進行合成的X射線CT裝置以及醫(yī)用圖像處理方法。
[0011]用于解決問題的手段
[0012]實施方式的X射線CT裝置具有診視床部、照射部、檢測部、圖像生成部、處理部以及合成部。診視床部載放被檢體并在被檢體的體軸方向上移動。照射部對載放于診視床部的被檢體照射X射線。檢測部對照射部所照射的X射線之中的透射了被檢體的X射線進行檢測。圖像生成部基于由檢測部檢測到的檢測信息生成表示被檢體的三維區(qū)域的圖像。處理部基于圖像生成部針對被檢體的第I三維區(qū)域生成的第I圖像中的第I像素的坐標、以及針對該被檢體的第2三維區(qū)域生成的第2圖像中的第2像素的坐標，在體軸方向的規(guī)定范圍中將第I像素和第2像素一對一地組合。合成部基于處理部進行的組合所涉及的第I像素和第2像素生成第3像素，并生成包含第3像素的第3圖像。
[0013]此外，實施方式的醫(yī)用圖像處理方法針對由具有載放被檢體并在被檢體的體軸方向上移動的診視床部的X射線CT裝置生成的針對被檢體的第I三維區(qū)域的第I圖像、以及針對該被檢體的第2三維區(qū)域的第2圖像，執(zhí)行如下步驟:基于第I圖像中的第I像素的坐標和第2圖像中的第2像素的坐標，在體軸方向的規(guī)定范圍中將第I像素和第2像素一對一地組合的步驟；基于組合所涉及的第I像素和第2像素生成第3像素的步驟；以及生成包含第3像素的第3圖像的步驟。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是表示實施方式所涉及的X射線CT裝置的結構的框圖。
[0015]圖2是表示由實施方式所涉及的X射線CT裝置掃描的被檢體的三維區(qū)域的示意圖。
[0016]圖3是表示實施方式所涉及的X射線CT裝置中的傾斜角的示意圖。
[0017]圖4是表示實施方式所涉及的X射線CT裝置的動作例的流程圖。
【具體實施方式】 [0018]以下，參照附圖對實施方式的X射線CT裝置進行說明。
[0019][結構]
[0020]圖1是表示實施方式的X射線CT裝置I的結構的框圖。另外，“圖像”與“圖像數據” 一對一地對應，因此有時將它們視為相同。
[0021]X射線CT裝置I具有診視床部10、照射部11、高電壓產生部110、檢測部12、旋轉部13、圖像生成部14、處理部15、合成部16、控制部17、顯示部18以及操作部19。
[0022](診視床部10)
[0023]診視床部10載放被檢體E并在被檢體E的體軸方向上移動。此外，診視床部10也可以在上下方向(y軸方向)上移動。
[0024](照射部11)
[0025]照射部11對載放于診視床部10的被檢體E照射X射線。照射部11也可以構成為包括一般的X射線管球(例如，產生圓錐狀、角錐狀的射線束的真空管。未圖示)。
[0026](高電壓產生部110)
[0027]高電壓產生部110對照射部11施加高電壓。照射部11基于該高電壓產生X射線。
[0028](檢測部12)
[0029]檢測部12對照射部11所照射的X射線之中的透射了被檢體E的X射線進行檢測。檢測部12構成為包括多個X射線檢測元件(未圖示)。檢測部12通過X射線檢測元件對表示透射了被檢體E的X射線的強度分布的X射線強度分布信息(以下，有時稱為“檢測信息”)進行檢測，并將該檢測信息作為電流信號進行輸出。
[0030]作為檢測部12，例如使用在相互正交的2個方向(切片方向和通道方向)上分別配置有多個檢測元件的二維X射線檢測器(面檢測器)。多個X射線檢測元件例如沿著切片方向設置有320列。通過如此地使用多列的X射線檢測器，能夠通過旋轉一周的掃描來拍攝在切片方向上具有寬度的三維的區(qū)域(體掃描)。另外，切片方向相當于被檢體E的體軸方向，通道方向相當于照射部11的旋轉方向。
[0031](旋轉部13)
[0032]旋轉部13是將照射部11和檢測部12在隔著被檢體E而對置的位置上支持的部件。旋轉部13具有在切片方向上貫通的開口部。開口部中被插入載放有被檢體E的診視床部10。旋轉部13沿著以被檢體E為中心的圓軌道旋轉。由此，照射部11以及檢測部12在被檢體E的周圍公轉。
[0033](圖像生成部14)
[0034]圖像生成部14基于檢測部12的檢測信息生成表示被檢體E的三維區(qū)域的圖像。圖像生成部14將檢測信息(電流信號)變換為電壓信號，將該電壓信號周期性地進行積分而放大，并變換為數字信號。并且，圖像生成部14根據該數字信號進行表示被檢體E的內部形態(tài)的CT圖像數據(斷層圖像數據、體數據)的重構處理。
[0035]在該重構處理中，圖像生成部14首先對變換后的數字信號進行包括對數變換處理、偏差修正、靈敏度修正、射束硬化修正等在內的預處理，生成投影數據。圖像生成部14基于該投影數據，生成CT圖像數據(斷層圖像數據、體數據)。作為斷層圖像數據的重構處理，例如能夠采用二維傅立葉變換法、卷積?反投影法等任意的方法。體數據通過對所重構的多個斷層圖像數據進行插補處理來生成。作為體數據的重構處理，例如能夠采用錐束重構法、多切片重構法、放大重構法等任意的方法。在使用了上述的多列的X射線檢測器的體掃描中能夠進行大范圍的 體數據的重構處理。
[0036]該重構處理基于預先設定的重構條件來執(zhí)行。重構條件中包括多種項目(有時稱為條件項目)。作為條件項目的例子，有FOV(field of view)、重構函數等。FOV是規(guī)定視野尺寸的條件項目。重構函數是規(guī)定對比度、分辨率等的畫質特性等的條件項目。重構條件既可以被自動設定，也可以通過手動設定。作為自動設定的例子，有將按每個攝影部位預先設定的內容對應于攝影部位的指定而有選擇地適用的方法。作為手動設定的例子，有將規(guī)定的重構條件設定畫面顯示在顯示部18上，使用操作部19對重構條件設定畫面進行操作的方法。FOV的設定參照基于投影數據的圖像、掃描圖來進行。此外，也能夠自動設定規(guī)定的FOV (例如將掃描范圍整體設定為FOV的情況)。
[0037]圖像生成部14例如能夠執(zhí)行MPR處理和體繪制。MPR處理是對所生成的體數據設定任意的截面并實施繪制處理，從而生成表示該截面的MPR圖像數據的圖像處理。體繪制是沿著任意的視線(lay)對體數據進行采樣，并相加該值(CT值)，從而生成表示被檢體E的三維區(qū)域的虛擬的三維圖像數據的圖像處理。
[0038](處理部15)
[0039]圖2是表示將由X射線CT裝置I掃描的被檢體E的三維區(qū)域關于被檢體E的體軸方向(z軸方向)進行表不的不意圖。圖2中表不從與Z軸方向正交的方向觀察第I圖像Vl和第2圖像V2之中的、X坐標以及y坐標共同的一個像素列的情形。此外，圖2中，為了便于說明，將第I圖像Vl和第2圖像V2錯開來表示。圖3是表示傾斜角Θ的示意圖。處理部15從圖像生成部14接受圖像生成部14針對被檢體E的第I三維區(qū)域生成的第I圖像Vl中的第I像素的坐標、以及針對該被檢體E的第2三維區(qū)域生成的第2圖像V2中的第2像素的坐標，并在體軸方向的規(guī)定范圍中將第I像素和第2像素一對一地組合。此外，處理部15基于由被檢體E的體軸與照射部11及檢測部12的公轉軸所成的傾斜角Θ，決定規(guī)定范圍。該傾斜角Θ是在進行所謂傾斜攝影時，通過使旋轉部13在yz平面方向上傾斜(即照射部11以及檢測部12的公轉面傾斜)而產生的角度。
[0040]有關第I圖像Vl以及第2圖像V2的羽化寬度Zf通過下式求出。在此，羽化寬度Zf表示生成后述的第3像素的規(guī)定范圍。另外，假設表示診視床部10的移動距離的(W —Zo)不依賴于傾斜角Θ而不變。此外，在傾斜角Θ為O時(不是傾斜攝影時)下式中Zf=Zo。此時，在進行診視床部10的移動距離(W - Zo)不能被像素的坐標間隔dz整除的攝影的情況下，處理部15也可以將第I像素和第2像素一對一地組合。
[0041]【數I】
[0042]Zf = ff-(ff-Zo) *cos Θ
[0043]Zo:重疊長度[mm:毫米]
[0044]W:第I圖像Vl及第2圖像V2的z軸方向上的寬度[mm] [0045]Θ:傾斜角[rad:弧度]
[0046]此外，在規(guī)定的X坐標以及y坐標中，圖像的z軸方向的寬度W中包括的像素數N和用于羽化的像素數Nf、羽化起點像素索引Ni通過下式求出。
[0047]【數2】
[0048]N = ff/dz
[0049]Nf = CEIL[Zf]/dz
[0050]Ni = N-Nf
[0051]dz = z軸方向的像素的坐標間隔
[0052]CEIL [X]:將X向上舍入得到的整數
[0053]在此，羽化起點像素索引Ni意味著處理部15對從第I圖像Vl的z軸方向上的第Ni個像素起第N個像素決定與第2圖像V2的像素的組合。
[0054]此外，處理部15通過下式求出識別系數a，該識別系數a用于識別與第2圖像V2的z軸方向上的第O個像素最近的第I圖像Vl的z軸方向上的第Ni個像素相對于第2圖像V2的z軸方向上的第O個像素位于正或負的哪個方向上。
[0055]【數3】
[0056]
【權利要求】
1.一種X射線CT裝置，其特征在于，具備: 診視床部，載放被檢體，并在被檢體的體軸方向上移動； 照射部，對載放于所述診視床部的被檢體照射X射線； 檢測部，對所述照射部所照射的X射線之中的透射了被檢體的X射線進行檢測； 圖像生成部，基于所述檢測部的檢測信息，生成表示被檢體的三維區(qū)域的圖像； 處理部，基于所述圖像生成部針對被檢體的第I三維區(qū)域生成的第I圖像中的第I像素的坐標、以及針對該被檢體的第2三維區(qū)域生成的第2圖像中的第2像素的坐標，在所述體軸方向的規(guī)定范圍中將所述第I像素和所述第2像素一對一地組合；以及 合成部，生成第3像素，并生成包含所述第3像素的第3圖像，該第3像素是基于所述處理部進行的組合所涉及的所述第I像素和所述第2像素的像素。
2.如權利要求1所述的X射線CT裝置，其特征在于， 在進行所述診視床部的移動距離不能被圖像的像素的坐標間隔整除的攝影的情況下，所述處理部將所述第I像素和所述第2像素一對一地組合。
3.如權利要求1所述的X射線CT裝置，其特征在于， 所述合成部基于所述處理部進行的組合所涉及的所述第I像素和所述第2像素，生成所述第3像素，在所述規(guī)定范圍中僅使用該第3像素，在其他范圍中使用所述第I像素以及所述第2像素，由此生成所述第3圖像。
4.如權利要求1所述的X射線CT裝置，其特征在于， 所述處理部具有運算部，該運算部基于所述第I像素的坐標以及所述第2像素的坐標，針對所述第I像素以及所述第2像素運算與所述第3像素的坐標有關的加權系數， 所述合成部基于由所述運算部運算出的加權系數、所述第I像素的坐標以及所述第2像素的坐標，決定所述第3像素的坐標。
5.如權利要求1所述的X射線CT裝置，其特征在于， 所述處理部具有運算部，該運算部基于所述第I像素的坐標以及所述第2像素的坐標，針對所述第I像素以及所述第2像素運算與所述第3像素的坐標有關的加權系數， 所述合成部基于由所述運算部運算出的加權系數、所述第I像素的坐標及所述第2像素的坐標、以及所述第I像素的像素值及所述第2像素的像素值，決定所述第3像素的像素值。
6.如權利要求1~5中任一項所述的X射線CT裝置，其特征在于， 所述處理部基于由被檢體的體軸與所述照射部及所述檢測部的公轉軸所成的傾斜角，決定所述規(guī)定范圍。
7.一種醫(yī)用圖像處理方法，針對由X射線CT裝置針對被檢體的第I三維區(qū)域生成的第I圖像和針對該被檢體的第2三維區(qū)域生成的第2圖像執(zhí)行如下步驟，其中該X射線CT裝置具有載放被檢體并在被檢體的體軸方向上移動的診視床部，該醫(yī)用圖像處理方法包括: 基于所述第I圖像中的第I像素的坐標和所述第2圖像中的第2像素的坐標，在所述體軸方向的規(guī)定范圍中將所述第I像素和所述第2像素一對一地組合的步驟； 生成基于所述組合所涉及的所述第I像素和所述第2像素的第3像素的步驟；以及 生成包含所述第3像素的第3圖像的步驟。
【文檔編號】A61B6/03GK104010575SQ201380004435
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年9月4日 優(yōu)先權日:2012年9月10日
【發(fā)明者】中西知 申請人:株式會社東芝, 東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社