X射线计算机断层摄影装置以及图像处理装置的制作方法

专利名称：X射线计算机断层摄影装置以及图像处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及生成对被检体的同 一扫描区域扫描时刻不同的多个 体积数据的X射线计算机断层摄影装置以及图像处理装置。
背景技术：
在X射线计算机断层摄影装置中，有用于生成对同一扫描区域 扫描时刻不同的多个体积数据的4DCT扫描这样的技术。近年，已可 以通过该4DCT扫描使血管图像和与血流有关的功能图像(perfusion ) 重叠在一起。该重叠处理用于图像诊断上。血管图像涉及用CTA(CT 血管造影术)最佳地描画出血管像的时刻(例如，TDC峰值附近)。 功能图像根据多个体积被计算。更详细地说，功能图像是对每个体素 计算表示组织(例如，脑组织)的血流动态的指标(CBP， CBV， MTT等)，将与经过计算的指标的值相应的颜色信息分配给像素而 生成的(例如参照特开2003-190148号公报)。
但是，在生成血流图像时，因为根据成为处理对象的体积而血流 动态不同，所以用户对全部的体积需要指定用于血管图像生成的最佳 的位置(或者范围)。此外，当根据全部的体积中的涉及规定期间内 的体积的数据来生成血管图像的数据的情况下，在所生成的血管图像 中，不包含与在该规定的期间内造影剂未达到的血管有关的信息。因 此，发生即使功能恢复血管也不被描画这样的现象。
此外，当根据扫描时刻不同的多个体积执行根据TDC的(例如 基于deconvolution (反巻积)法等的算法)的功能解析的情况下，因
为成为处理对象的数据量多，所以处理时间成为问题。

发明内容
本发明的目的在于提供一种可以提高多个体积的诊断效率的X
射线计算机断层摄影装置以及图像处理装置。
涉及本发明的第1方面的X射线计算机断层摄影装置具备发 生X射线的X射线管；对从上述X射线管发生且透过了被检体的X 射线进行检测的X射线检测器；让上述X射线管和上述X射线检测 器在上述被检体的周围连续转动的转动机构部；根据来自上述X射线 检测器的输出重构对上述被检体的同一扫描区域扫描时刻不同的多 个第l体积数据的重构部；生成与在上述重构的多个第l体积数据的 时间方向上的最大值、平均值、中夹值、或最小值对应的单一的第2 体积数据的图像处理部。
涉及本发明的第2方面的X射线计算机断层摄影装置具备发 生X射线的X射线管；对从上述X射线管发生且透过了被检体的X 射线进行检测的X射线检测器；让上述X射线管和上述X射线检测 器在上述被检体的周围连续转动的转动机构部；根据来自上述X射线 检测器的输出重构对上述被检体的同一扫描区域扫描时刻不同的多 个第1体积数据的重构部；对上述重构的多个第l体积数据进行处理， 生成单一的第2体积数据的图像处理部。
涉及本发明的第3方面的X射线计算机断层摄影装置具备发 生X射线的X射线管；对从上述X射线管发生且透过了被检体的X 射线进行检测的X射线检测器；让上述X射线管和上述X射线检测 器在上述被检体的周围连续转动的转动机构；根据上述X射线检测器 的输出生成对上述被检体的同一扫描区域扫描时刻不同的多个第l投 影数据组的第l投影数据生成部；生成与在上述生成的多个第l投影 数据组的时间方向上的最大值、平均值、中央值、或最小值对应的单 一的第2投影数据组的第2投影数据生成部；根据上述生成的第2投 影数据组重构体积数据的重构部。
涉及本发明的第4方面的图像处理装置具备存储对被检体的同 一扫描区域扫描时刻不同的多个第l体积数据的存储部；生成与在上 述多个第l体积数据的时间方向上的最大值、平均值、中央值、或最
小值对应的单一的第2体积数据的图像处理部。
涉及本发明的第5方面的图像处理装置具备存储通过连续扫描 被检体的同一扫描区域而生成的、扫描时刻不同的多个第l投影数据 组的存储部；生成与在上述多个第l投影数据组的时间方向上的最大 值、平均值、中央值、或最小值对应的单一的第2投影数据组的投影 数据处理部；根据上述生成的第2投影数据组重构涉及上述被检体的 体积数据的重构部。
本发明的其他目的和特征将在下面的说明中阐述，并且部分的根 据该说明而显而易见，或者可以通过自发的实践而学到。本发明的目 的和特征可以借助下文具体提出的手段或组合而实现并获得。


附图被并入说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了本发明 实施例，并与上文给出的总体说明与下文给出的实施例一起解释本发 明的原理。
图1是表示涉及本发明的第1实施方式的X射线计算机断层摄 影装置以及图像处理装置的结构的图。
图2是表示图l的图像处理部的最大值体积数据的生成处理的流程图。
图3A是用于说明图2的步骤SA1以及SA2的处理的图。
图3B是用于说明图2的步骤SA1以及SA2的处理的另一图。
图4是用于说明图1的图像处理部的最大值体积数据的生成处理的图。
图5是表示第1实施方式的最大值体积数据的应用例子的流程图。
图6是表示在图5的步骤SB10中显示的图像的图。
图7是表示在第1实施方式的最大值体积数据的另一应用例子中 的颜色信息分配处理的图。
图8是表示用于对图l的图像处理部指定涉及时间方向的投影处 理的范围和涉及空间方向的投影处理的范围的画面界面的图。
图9是表示本发明的第2实施方式的X射线计算机断层摄影装 置以及图像处理装置的结构的图。
图IO是表示图9的投影数据处理部的最大值投影数据组的生成 处理的流程图。
图11是用于说明图10的步骤SC1以及SC2的处理的图。
具体实施例方式
以下，参照

本发明的第1以及第2实施方式。 (第1实施方式)
图l是表示第1实施方式的X射线计算机断层摄影装置(以下， 称为X射线CT装置)l的结构的图。X射线CT装置l含有门架lO 和计算机装置20。门架10可以转动地支撑圆环或者圓板形的旋转框 11。旋转框ll以在摄影区域中夹着放置在顶板12上的被检体P并相 对的方式具有X射线管13和X射线检测器14。旋转框11以一定的 角速度让X射线管13和X射线检测器14连续旋转。X射线管13接 受来自高电压发生装置15的高电压的施加以及灯丝电流的供给，发 生X射线。典型的是，X射线管13发生具有大的圆锥角、 一般具有 四角锥形状的圆锥束X射线。在X射线检测器14上连接数据收集部 (DAS: Data Acquisition System) 32。 X射线检测器14具有在列方 向和通道方向的双方向上稠密地分布的多个检测元件。把沿着通道方 向被排列为1列的多个检测元件的列称为检测元件列。检测元件列沿 着列方向(被检体的身体轴方向)排列多个。检测元件列例如排列320 列。
计算机装置20包括图像处理装置30、显示部22、输入部23。 显示部22显示图像。输入部23将来自用户的指示输入到计算机20。
图像处理装置30将控制部31作为中枢，具有数据收集部32、前处理 部33、重构部34、图像处理部35、存储部40。
数据收集部32放大从X射线检测器14针对每个通道读出的电 流信号，并变换为数字信号。从数据收集部32输出的数据反映入射X 射线的强度，被称为原始数据。
前处理部33对从数据收集部32输出的原始数据，进行对数变换 处理和X射线检测器14的灵敏度补正等处理。从前处理部33输出的 数据被称为投影数据。投影数据被存储在存储部40中。
重构部34对来自前处理部33或者存储部40的投影数据进行图 像重构处理，生成与被检体的特定的摄影部位有关的体积数据。在第 1实施方式中，通过控制部31的控制进行4DCT扫描(对同一扫描区 域连续扫描)。因而重构部34生成扫描时刻不同的多个体积(以下， 称为时间系列体积)数据。而且，假设该多个时间系列体积的体素值 是CT值。此外，重构部34也可以进行用于图像噪声减少的滤波处理。 经过重构的多个时间系列体积的数据与表示扫描时刻的代码相关联 地被存储在存储部40中。
图像处理部35具有时间系列投影功能、空间投影功能、颜色信 息分配功能、剖面图像的生成功能、时间浓度曲线的制成功能、功能 图像的生成功能、以及血管的抽取功能。以下，说明各个功能。
在时间系列投影机功能中图像处理部35生成与在扫描时刻不同 的多个时间系列体积数据的时间方向上的最大值、平均值、中央值、 或最小值对应的单一的体积数据。例如，图像处理部35从多个时间 序列体积数据中生成单一的最大值体积数据。更详细地说，图像处理 部35对多个时间系列体积的在同一位置上的多个体素值进行比较， 确定在这些多个体素值中的最大值。将确定出的最大值设定为最大值 体积的该同一位置的体素值。通过对各位置进行该处理，生成最大值 体积数据。而且，这里所谓的"位置，，表示时间系列体积以及最大值体 积的坐才示。
在空间投影处理(绘制(rendering))功能中，图像处理部35
生成与在最大值体积数据或者时间系列体积数据的空间方向上的最 大值、平均值、中央值、或最小值对应的显示图像的数据。具体地说，
图像处理部35从所希望的投影点沿着投影轨迹对最大值体积数据或 者时间序列体积数据进行最大值投影、最小值投影、中央值、或者平 均值投影，生成最大值投影图像、最小值投影图像、中央值投影图像、 或者平均值投影图像的数据。此外，空间投影处理不对体积全体进行 也可以。即，空间投影处理也可以是带有厚度的最大值投影(厚片 MIP)、带有厚度的平均值投影、带有厚度中央值投影、或者带有厚 度的最小值投影等。由空间投影处理生成的各种图像被显示在显示部 22上。
在颜色信息分配处理中，图像处理部35对构成最大值体积数据 或者剖面图像数据的体素或者像素分配颜色信息，生成彩色图像数 据。由颜色信息分配处理生成的彩色图像被显示在显示部22上。
在剖面图像的生成处理中，图像处理部35生成涉及与体积数据 有关的任意的位置以及朝向的剖面的剖面图像数据。
在时间浓度曲线的制成处理中，图像处理部35制成与多个时间 序列体积数据的特定区域有关的时间浓度曲线。
在功能图像的生成功能中，图像处理部35根据多个时间序列体 积数据，生成功能图像数据，该功能图像数据例如是将表示在脑组织 部分中的血流动态的CBP(脑组织的毛细血管内的每单位体积以及每 单位时间的血流量[ml/100ml/minj ) 、 CBV (脑组织内的每单位体积 的血流量[ml/100ml)、MTT (毛细血管的血流平均通过时间[秒) 等的指标值作为2维图或者3维图。该指标值如以下那样计算。首先， 图像处理部35计算被设定在图像的脑动脉部分中的关心区域内的造 影剂的时间性浓度变化、在图像的脑组织部分中的造影剂的时间性浓 度变化。图像处理部35计算将经过计算的脑动脉部分的浓度变化和 脑组织部分的浓度变化对应起来的传递函数。而后，图像处理部35 从经过计算的传递函数中计算上述指标值。有关详细例如记述在专利 文献1中。 在血管抽取功能中，图像处理部35对最大值体积数据和显示图 像数据等进行阈值处理等，抽取血管部分的数据。
具有上述结构的X射线CT装置1通过控制部31的控制进行 4DCT扫描(对同一扫描区域连续扫描)。以下，为了具体地进行说 明，假设扫描对象是被检体的头部。
当为了调查血流状态而扫描头部的情况下，如已知道的那样，将 连结眼窝和外耳道的线，即OM线(外眼角耳道线OrbhoMeatal Line)作为定位的基准。典型地是如将该OM线和头顶包含在扫描区 域中那样定位。该OM线和头顶之间的长度有个体差异，在是大人的 情况下，大概是12 14cm，即使是小孩的情况下也大概是8cm以上。 另一方面，X射线检测器14具备320列检测元件列。涉及该X射线 检测器14可以覆盖的扫描区域的分层方向的长度大概是16cm。即、 如果使用该X射线检测器14,则不移动顶板12或者门架10，只要在 固定位置上让X射线管13和X射线检测器14转动进行4DCT扫描， 就可以收集为了重构该扫描区域的全体而所需要的投影数据的全部。
根据用这样的4DCT扫描生成的多个投影数据组，重构部34生 成被检体的多个时间序列体积数据。在4DCT扫描中，固定被检体， 并且顶板12和门架10不移动。因而，由4DCT扫描生成的多个时间 序列体积相互进行位置匹配。时间序列体积数据假设是各自的边长由 LxMxN个体素组成的长方体。L、 M、 N的个数可以是任意。
以下，详细说明图像处理部35的最大值体积数据的生成处理。 用4DCT生成在涉及被检体的头部的时间上连续的多个时间序列体积 数据VDl VDn。 4DCT扫描假设从紧接造影剂注入之后或者紧接造 影剂注入之前进行。该时间序列体积数据是表示在被检体中的造影剂 的时间性浓度变化的图像数据。而且，下标(l n)是l〈n，表示所 生成的时刻(顺序号)。将该下标称为体积号码。体积号码l是紧接 造影剂注入之后或者紧接造影剂注入之前的时刻，体积号码n是流过 头部的造影剂充分薄的时刻。此外，将在坐标i上的时间序列体积数 据VD1、 VD2.......VDn各自的体素分别记述为体素VXil 、 VXi2、 ......VXin。
图2是表示最大值体积数据生成处理的流程图。首先，接受来自 输入部23等的开始请求，控制部31对图像处理部35进行最大值体 积数据的生成处理。在最大值体积数据的生成处理中，首先图像处理 部35从重构部34或者存储部40中读入多个时间序列体积数据 VDl VDn。接着图像处理部35根据在读入的多个时间序列体积数据 VDl VDn的坐标i中的体素VXil VXin的CT值决定规定的CT值 (步骤SA1)。例如，规定的CT值是体素VXil VXin的CT值中的 最大值(最大CT值)。
在步骤SA1中决定的最大CT值作为最大值体积数据中的坐标i 的体素的CT值，例如被设定为在图像处理部35等的存储器中定义的 计算上的3维空间的坐标i (步骤SA2)。
图3A以及图3B是用于具体地说明步骤SA1以及SA2的处理的 图。图3A是表示坐标i(例如(x, y, z )=0， 0， 0 )中的体素VXil VXin 的图。如图3A所示，这些体素VXil VXin虽然所生成的时刻(体积 号码)不同，但是是在全部相同的坐标i中的体素。首先确定在多个 时间序列体积数据VDl VDm VDn (1 < m < n )各自的坐标i (例如 (x， y， z) = (0， 0， 0))中的体素VXil VXin的CT值。接着， 从经过确定出的多个CT值中确定最大CT值，被确定出的最大CT 值被设定为最大值体积数据的坐标i中的CT值。在图3B所示的例子 中，时间序列体积数据VDm的体素VXim的CT值i max是最大值， 将该CT值i max设定为在最大值体积数据的坐标i上的CT值。
如果步骤SA2的处理结束，则图像处理部35判定对于最大值体 积数据的全部的坐标((0， 0， 0) ~ (L， M, N)的全部的坐标)是 否已设定了 CT值(步骤SA3)。如果在步骤SA4中判定为否(步骤 SA3:否)，则图像处理部35变更坐标i (步骤SA4)。而后，图像 处理部35对变更后的坐标再次进行步骤SA1 步骤SA2的处理。如果 对全部的坐标进行这些处理(步骤SA3:是)，则对于最大值体积数 椐的全部的坐标设定CT值。即、生成最大值体积数据。如果生成最
大值体积数据，则最大值体积数据生成处理结束。
在上述的最大值体积数据的生成处理中，图像处理部35进行多 个时间序列体积数据VDl VDn的处理，生成最大值体积数据。
最大值体积数据的生成处理如图4所示，可以说是将4维图像数 据(多个时间序列体积数据VDl VDn)变换为单一的3维图像数据 (最大值体积的数据)的新的方法。更详细地说，该处理是将在多个 体积数据VDl VDn的相同坐标i上的体素VXil VXin各自的CT值 中最大CT值i max设置成最大值体积数据的坐标i上的体素V的CT 值的方法。从这样考虑出发，能够将最大值体积数据的生成处理换句 话i兌成时间序列MIP处理。
这样最大值体积数据因为是基于用4DCT生成的全部的时间序 列体积数据，所以还包含与相比于造影剂比较早地达到的血管延迟地 造影剂到达的延迟血管有关的信息。进而，因为根据最大CT值生成。 所以被最大值体积数据描画出的血管部分与被采用时间序列加法平 均处理的体积数据描画出的血管部分相比，对比度好。而且，所谓时 间序列加法处理是将时间序列体积数据VDl VDn的相同坐标i上的 体素VXil VXin的CT值的加法平均设定为最大值体积数据的坐标i 上的体素的CT值的处理。
而且，在上述的说明中，假设对体积数据的全部坐标进行时间序 列MIP处理。但是并不限于此，也可以只对血管分布、脑组织、包 含体积数据的中心的近球形区域，或者立方体区域等特定区域进行。
此外，在步骤SA2中，规定的CT值假设是多个体素的CT值的 最大值，但也可以是最小值或者平均值等。此外，作为规定的CT值， 例如也可以是肿瘤、钙化等病变部的CT值。
接着按照图5所示的处理的流程说明第1实施方式的应用例子。 首先，控制部31从重构部34或者存储部40读入对同一扫描区域扫 描时刻不同的多个时间序列体积数据(步骤SB1)。接着控制部31 判断是否指定作为最大值体积数据的生成处理的处理对象的时间序 列体积(步骤SB2)。
如果接受来自输入部23等的指定请求，则控制部31让图像处理 部35进行时间浓度曲线的制成处理。在时间浓度曲线的制成处理中， 图像处理部35使用现有的技术，制成涉及多个时间序列体积的特定 区域(例如，动脉部分等)的时间浓度曲线(Time Density Curve: TDC)(步骤SB3)。此外，所谓时间浓度曲线是表示在多个时间序 列体积的特定区域中的CT值的经时变化的曲钱。被制成的时间浓度 曲线用控制部31显示在显示部22上。如果显示时间浓度曲线，则控 制部31待机由用户经由输入部23指定作为最大值体积数据的生成处 理的对象的时间序列体积的时间范围(期间)。用户通过观察时间浓 度曲线能够判别动脉相以及静脉相。例如通过指定与动脉相对应的时 间范围，所得到的最大值体积数据主要描画出动脉部分。
以用户经由输入部23指定时间序列体积数据的时间范围为契 机，控制部31让图像处理部35进行最大值体积数据的生成处理。图 像处理部35通过对在步骤SB3中指定的、或者全部的时间序列体积 数据进行最大值体积数据的生成处理，生成最大值体积数据(步骤 SB5)。最大值体积数据的生成处理和上述的方法一样。而且，当指 定了作为处理对象的时间序列体积数据的时间范围的情况下，只要将 上述的时间序列体积数据VDl VDn设置成所指定的范围内的时间序 列体积数据即可。
如果生成最大值体积数据，则控制部31使图像处理部35根据最 大值体积数据生成所希望剖面的剖面图像的数据(步骤SB6)。如果 生成剖面图像数据，则控制部31让图像处理部35进行血管抽取处理。 在血管抽取处理中，图像处理部35对剖面图像进行将区分血管部分 和其他的部分的CT值作为阈值的阈值处理，从剖面图像中抽取血管 部分(步骤SB7)。如果抽取血管部分，则控制部31让图像处理部 35进行颜色信息分配处理。在颜色信息分配处理中，图像处理部35 向相当于血管部分的像素分配颜色信息(步骤SB8 )。作为颜色信息， 是单一颜色的例如红色等。
此外，和步骤SB6 步骤SB8不同，控制部31让图像处理部35 进行功能图像生成处理。在功能图像生成处理中，图像处理部35使 用已知的技术(例如，参照专利文献l)，根据多个时间序列体积数 据生成和步骤SB7的剖面相同剖面的功能图像数据(步骤SB9)。所 谓功能图像是根据多个时间序列体积数据针对每个体素计算涉及血 流的指标的值，根据被计算出的指标的值对体素分配颜色信息的图 像。例如，有关血流的指标适宜的是CBP[ml/100ml/min、 CBV[ml/100ml、MTT[秒等。这些与指标有关的功能图像的生成方 法因为和专利文献1记载的方法相同，所以在此省略说明。
如果步骤SB8以及步骤SB9结束，则控制部31在显示部22上 重叠血管部分和功能图像并彩色显示(步骤SBIO)。图6是表示在 步骤SB10中显示的图像的一个例子的图。如图6所示，描画在该图 像上的脑组织部分根据指标值进行分色。此外，血管部分因为来源于 最大值体积数据，所以血管部分的对比度和血管的行走状态被良好地 描画出来。
以上图5所示的处理的流程结束。
此外，作为第1实施方式的另一应用例子，也可以在包含于最大 值体积数据中的血管部分和脑组织部分上分配颜色信息进行彩色显 示。这种情况下，图像处理部35将颜色信息分配给构成最大值体积 数据的体素，以使得区别包含在最大值体积数据中的血管部分和脑组 织部分。具体地说，脑组织部分是行走在脑组织中的毛细血管部分， 血管部分是如脑动脉和脑静脉那样的毛细血管以外的血管部分。
参照图7说明在另一应用例子中的颜色信息的分配处理。图7 是表示分配给最大值体积数据的体素的表示不透明度和CT值的关系 的不透明度曲线图以及直方图的图。 一般，作为脑组织的CT值被考 虑的CT值的范围都窄到数十HU。在具有比脑組织的最大CT值还 高的CT值的体素(血管部分)中分配不透明度"l"，在具有比脑组织 的CT值的最小CT值还小的CT值的体素(水和脂肪部分(未图示)) 中分配不透明度"O"。而后在脑组织部分的体素中以才艮据CT值从"O" 到"l"线性变化的方式分配不透明度。颜色信息根据体素具有的不透
明度而被分配。具体地说，在血管部分上例如分配红色等的1种颜色，
在脑组织部分上根据不透明度分等级地分配红色以外的8种颜色。在 血管部分以及脑组织部分以外的体素中不分配颜色信息。
被描画在基于这样分配了颜色信息的最大值体积数据的剖面图 像中的脑组织部分根据CT值进行分色。最大值体积的数据中的脑组 织部分具有该坐标的时间序列的最大CT值。因而，用户通过观察由 最大值体积的数据引起的剖面图像，可以用颜色信息判断脑组织的血 流信息。即，该剖面图像能够作为表示血管的行走状态的血管图像以 及脑组织的功能图像有效地使用。
通过上述结构，X射线CT装置l根据多个体积数据生成单一的 体积数据。在某一方面，用户只观察基于已生成的单一的体积的数据 的单一的图像，能够得到和观察了基于多个体积数据的多个图像大致 同等的效果。如果采用第1实施方式，则可以提高多个体积数据的诊 断效率。
而且，本发明并不限定在上述实施方式自身，在实施阶段在不脱 离其要旨的范围中能够进行构成要素变形而具体化。此外，通过公开
在上述实施方式上的多个构成要素的适宜的组合，能够形成各种发 明。例如，也可以从实施方式所示的全部结构要素中删除几个构成要 素。
此外，显示部22可以显示使图像处理部35有选择地执行涉及时 间方向的投影处理和涉及空间方向上的投影处理的画面界面。该画面 界面具有体积的列表的显示区域、时间序列投影处理按钮、空间投影 处理按钮。在列表显示区域上显示成为处理对象的候补的多个体积。 例如，在列表显示区域上显示涉及最大值体积的信息、涉及多个时间 序列体积的信息。涉及多个时间序列体积的信息例如针对每系列或者 每次检查时被显示。时间序列投影处理按钮是用于对处理对象的体积 数据进行时间序列投影处理的按钮。空间投影处理按钮是用于对处理 对象的体积数据进行空间投影处理的按钮。例如，经由输入部23选 择多个时间序列体积，如果按下时间序列投影处理按钮，则图像处理部35对被选择出的多个时间序列体积数据进行时间序列投影处理。
此外，显示部22也可以显示对图像处理部35用于指定涉及时间 方向的投影处理的范围和涉及空间方向的投影处理的范围中的至少 一方的图像界面。图8是表示该画面界面的显示例子的图。如图8所 示，画面界面具有指定区域Rl、指定区域R2、执行按钮BB以及显 示区域R3。指定区域R1是用于指定涉及时间方向的范围的区域。具 体地说，在指定区域R1上显示时间图CH和2个光标TC1和TC2。 时间图CH将扫描顺序表示为管电流的数据时间变化。2个光标TC1 和TC2是用于在时间图CH上指定时间范围的光标。将用2个光标 TC1和TC2夹着的范围dT设定在时间投影处理中的时间范围上。指 定区域R2是用于指定涉及空间方向的范围的区域。具体地说，在指 定区域R2上显示剖面图像CI和2个光标IC1和IC2。剖面图像CI 是涉及用光标TC1和TC2指定的时间范围内的图像。该剖面图像CI 是涉及轴向剖面、冠状剖面、径向剖面、或者任意的剖面的图像。2 个光标IC1和IC2是用于在剖面图像CI上指定空间范围的光标。将 用2个光标IC1和IC2夹着的范围dS设定在空间投影处理中的空间 范围上。通过经由输入部23按压执行按钮BB，图像处理部35在指 定的时间范围以及空间范围上进行投影处理。在显示区域R3上显示 通过在所指定的时间范围以及空间范围上的投影处理所发生的图像。
此外，X射线CT装置1进行4DCT扫描的扫描区域假设为是被 检体的头部。但是并不限于此，也可以将头部以外的所有的部位作为 扫描区域。但是，如果激活X射线检测器14是多列这一特征，则扫 描区域理想的是在将被检体放置在顶板12上的状态中涉及分层方向 的长度大于等于8cm的肝脏等大的器官。这是因为，X射线CT装置 1如上所述，因为不移动顶板12或者门架10就可以对该大的脏器的 全体进行4DCT扫描，所以不需要进行由4DCT扫描生成的多个时间 序列体积数据的位置对准的缘故。 (第2实施方式)
图9是表示本发明的第2实施方式的X射线CT装置50的结构
的图。而且在以下的说明中，对于和第1实施方式大致相同的功能的 结构要素，附加相同符号，并只在需要时进行重复说明。
如图9所示，X射线CT装置50含有门架10和计算机装置70。 计算机装置70包含图像处理装置80、显示部22、输入部23。图像处 理装置80将控制部31作为中枢，具有数据收集部32、前处理部33、 重构部34、投影数据处理部36、以及存储部40。
数据收集部32对从X射线检测器14的各检测元件读出的电流 信号进行放大，变换为数字信号。从数据收集部32输出的数据反映 入射X射线的强度，被称为原始数据。
前处理部33对于从数据收集部32输出的原始数据进行对数变换 处理和X射线检测器14的灵敏度补正等处理。将从前处理部33输出 的数据称为投影数据。在此，将为了重构1个体积数据而所需要的投 影数据的集合作为一个单位称为投影数据组。此外，即使在第2实施 方式中，也通过控制部31的控制进行4DCT扫描。因而，前处理部 33生成对于同一扫描区域扫描时刻不同的多个投影数据组(时间序列 投影数据组)。所生成的多个时间序列投影数据组与表示扫描时刻的 代码关联起来存储在存储部40中。所谓时间序列投影数据组例如是X 射线管13位于转动角度0。时的时刻。各投影数据的位置由视图数(X 射线管的转动角度view)以及与该投影数据对应的检测元件的位置 (通道号码以及列号码)规定。
投影数据处理部36生成与在多个投影数据组中的时间方向上的 最大值、平均值、中央值、或者最小值对应的单一的投影数据组。例 如，投影数据处理部36从多个投影数据组中生成单一的最大值投影 数据组。具体地说，投影数据处理部36对多个投影数据组上的同一 位置(视图、通道数、列数)中的多个投影数据的值进行比较，确定 出这些多个投影数据值中的最大值。投影数据处理部36将被确定出 的最大值设定在最大值投影数据组的该同 一位置的投影数据的值。通 过对各位置进行该处理，投影数据处理部36生成最大值投影数据组。 将生成的投影数据组存储在存储部40中。 重构部34对来自投影数据处理部36或者存储部40的最大值投 影数据组进行重构处理生成最大值体积数据，对平均值投影数据组进 行重构处理生成平均值体积数据，对中央值投影数据组进行重构处理 生成中央值体积数据，或者对最小值投影数据组进行重构处理生成最 小值体积数据。存储部40存储已生成的体积数据。
以下，详细说明投影数据处理部36的最大值投影数据组的生成 处理。利用4DCT生成与涉及被检体的头部的时间上连续的多个时间 序列投影数据组PSl PSn。 4DCT扫描假设从紧接造影剂注入之后或 者紧接造影剂注入之前进行。将其下标称为投影数据组号码。投影数 据组号码(l~n)是l〈n，表示所生成的时刻(顺序号)。投影数据 组号码1是紧接造影剂注入之后或者紧接造影剂之前的时刻。此外， 投影数据组号码n是流过头部的造影剂充分薄的时刻。此外，将在时 间序列投影数据组PS1、 PS2、…PSn各个位置(view, channel, row) 中的投影数据分别记载为投影数据PD1 ( view, channel, row ) 、 PD2 (view, channel, row)、 …、PDn (view, channel, row)。
如上所述，在4DCT扫描中，固定被检体，并且不移动顶板12 和门架10。因而，在同一位置中的多个时间序列投影数据组PSl、
PS2.....PSn的投影数据值来源于相互扫描时刻不同的同一轨迹的
X线通路。
图IO是表示最大值投影数据组的生成处理的流程的图。首先， 接受来自输入部23等的开始请求，控制部31让投影数据处理部36 进行最大值投影数据组的生成处理。在最大值投影数据组的生成处理 中，首先投影数据处理部36从存储部40中读入多个时间序列投影数 据PSl PSn。
接着，投影数据处理部36根据读入的多个时间序列投影数据组 PSl PSn的位置(view, channel, row) = (i， j， k)中的投影数据 PD1 (i， j， k) PDn (i， j, k)的值决定规定的投影数据值(步骤 SCI)。例如，规定的投影数据值是在投影数据PDl(i， j, k) PDn (i， j， k)的值中的最大值(最大投影数据值)。
将在步骤SC1中决定的最大投影数据值设定为在最大值投影数 据组的位置(i， j， k)中的投影数据值(步骤SC2)。
图11是用于具体地说明步骤SC1以及SC2的处理的图。图11 是表示在列号码row-k中的时间序列投影数据组(瘘孔造影 (sinogram) ) PSl PSn的图。图11所示的时间序列投影数据组作 为一例，是使用全重构时的投影数据組。即， 一个时间序列投影数据 组用0。 360。的投影数据的集合构成。首先，投影数据处理部36确定 时间序列投影数据组PSl PSm PSn (l<m<n)各自的位置(例如 (view, channel, row)-(i, j， k))中的投影数据PDl(i, j， k) PDm (i, j， k) PDn (i， j， k)的值。以下，从,皮确定出的多个 投影数据值中确定最大投影数据值，将被确定出的最大投影数据值设 定为在最大值投影数据组MPS的位置(i， j， k)中的投影数据值。 在图ll所示的例子中，时间序列投影数据PS2的位置(i, j， k)的 投影数据值是最大，将该投影数据值设定为在最大值投影数据组的位 置(i， j, k)中的投影数据值。
如果步骤SC2的处理结束，则投影数据处理部36判定是否对于 最大值投影数据组的全部的位置设定了 CT值(步骤SC3)。如果在 步骤SC3中判定为否(步骤SC3:否)，则投影数据处理部36改变位 置(i， j， k)(步骤SC4)。而后投影数据处理部36对于变更后的 位置再次进行步骤SC1 步骤SC2的处理。如果对全部的位置进行这 些处理(步骤SC2:是)，则对最大值投影数据组的全部的位置设定 投影数据值。即、生成最大值投影数据组。如果生成最大值投影数据 组，则最大值投影数据组的生成处理结束。
生成的最大值投影数据组用重构部34重构为最大值体积数据。 被重构的最大值体积数据因为是基于用4DCT生成的全部的时间序列 投影数据组，所以还包含与相比于造影剂比较早地到达的血管延迟地 造影剂到达的延迟血管有关的信息。
通过上述结构，X射线CT装置50根据多个投影数据组生成单 一的投影数据组。而后，X射线CT装置50根据已生成的单一的投影数据组生成体积数据。在某一方面上，用户只观察基于已生成的体积 数据的图像，就能够得到和根据多个体积数据观察了多个图像大致相
同的效果。如果采用第2实施方式，则可以提高多个体积数据的诊断 效率。
此外，第1以及第2实施方式的各功能将执行该处理的程序安装 在工作站等的计算机中，通过在存储器上展开它们也可以实现。此时，
能够让计算机执行该方法的程序也可以存储在磁盘(软盘(注册商 标)、硬盘等)、光盘(CD-ROM, DVD等)、半导体存储器等的 记录介质上发布。
本领域技术人员容易地想出另外的优点和修改。因此，本发明的
从而，可以进行各种修改而不偏离如所附权利要求及其等同物所限定 的总发明概念的本质或范围。
权利要求
1.一种X射线计算机断层摄影装置，具备发生X射线的X射线管；对从上述X射线管发生且透过了被检体的X射线进行检测的X射线检测器；让上述X射线管和上述X射线检测器在上述被检体的周围连续转动的转动机构部；根据来自上述X射线检测器的输出重构对上述被检体的同一扫描区域扫描时刻不同的多个第1体积数据的重构部；生成与在上述重构的多个第1体积数据的时间方向上的最大值、平均值、中央值、或最小值对应的单一的第2体积数据的图像处理部。
2. 根据权利要求1所述的X射线计算机断层摄影装置，进一步具备根据上述第2体积数据生成剖面图像的数据的剖面图像生成部； 从上述生成的剖面图像中通过阈值处理来抽取血管部分的血管 抽取部；将涉及上述抽取的血管部分和表示血流状态的指标的功能图像 重叠起来显示的显示部。
3. 根据权利要求2所述的X射线计算机断层摄影装置，进一步 具备对包含在上述第2体积数据中的血管部分和组织部分分配不同 的颜色信息的颜色信息分配部。
4. 根据权利要求1所述的X射线计算机断层摄影装置，上迷图 像处理部通过将在上述多个第l体积数据的同一位置上的多个体素的 体素值中的最大值、平均值、中央值、或最小值设定为在上述第2体 积数据中的上述同一位置的体素的体素值，生成上述第2体积数据。
5. 根据权利要求1所述的X射线计算机断层摄影装置，上述图 像处理部根据在上述多个第l体积的数据中的与规定的期间内有关的 第1体积数据生成上述第2体积数据。
6. 根据权利要求5所述的X射线计算机断层摄影装置，上述规 定的期间根据上述多个第1体积数据的与规定的区域有关的时间浓度 曲线被决定。
7. 根据权利要求1所述的X射线计算机断层摄影装置，与上述 扫描区域的上述被检体的体轴方向有关的长度是8cm以上。
8. 根据权利要求1所述的X射线计算机断层摄影装置，进一步 具备控制上述X射线管、上述X射线管检测器和上述转动机构部， 连续地扫描上述检测体的上述同一扫描区域的控制部。
9. 根据权利要求1所述的X射线计算机断层摄影装置，进一步 具备对上述图像处理部有选择地执行涉及时间方向的投影处理和涉 及空间方向的投影处理的选择部。
10. 根据权利要求1所述的X射线计算机断层摄影装置，进一 步具备对上述图像处理部，指定在涉及时间方向的投影处理中的时 间范围和在涉及空间方向的投影处理中的空间范围中的至少 一 方的 指定部。
11. 一种计算机断层摄影装置，具备 发生X射线的X射线管；对从上述X射线管发生且透过了被检体的X射线进行检测的X 射线检测器；让上述X射线管和上述X射线检测器在上述被检体的周围连续 转动的转动机构部；根据来自上述X射线检测器的输出重构对上述被检体的同一扫 描区域扫描时刻不同的多个第l体积数据的重构部；对上述重构的多个第l体积数据进行处理，生成单一的第2体积 数据的图像处理部。
12. —种X射线计算机断层摄影装置，具备 发生X射线的X射线管；对从上述X射线管发生且透过了被检体的X射线进行检测的X 射线检测器； 让上述X射线管和上述X射线检测器在上述被检体的周围连续转动的转动才几构；根据上述x射线检测器的输出生成对上述被检体的同一扫描区 域扫描时刻不同的多个第l投影数据组的第l投影数据生成部；生成与在上述生成的多个第1投影数据组的时间方向上的最大 值、平均值、中央值、或最小值对应的单一的第2投影数据组的第2 投影数据生成部；根据上述生成的第2投影数据组重构体积数据的重构部。
13. 根据权利要求11所述的X射线计算机断层摄影装置，上述 投影数据处理部通过将在上述多个投影数据组的同 一位置中的多个 投影数据值中的最大值、平均值、中央值、或最小值设定为在上述第 2投影数据组的上述同一位置上的投影数据值，生成上述第2投影数 据组。
14. 一种图像处理装置，具备存储对被检体的同一扫描区域扫描时刻不同的多个第1体积数 据的存储部；生成与在上述多个第1体积数据的时间方向上的最大值、平均 值、中央值、或最小值对应的单一的第2体积数据的图像处理部。
15. —种图像处理装置，具备存储通过连续扫描被检体的同一扫描区域而生成的、扫描时刻不 同的多个第1投影数据组的存储部；生成与在上述多个第1投影数据组的时间方向上的最大值、平均 值、中央值、或最小值对应的单一的第2投影数据组的投影数据处理 部；根椐上述生成的笫2投影数据组重构涉及上述被检体的体积数 据的重构部。
全文摘要
本发明提供一种X射线计算机断层摄影装置以及图像处理装置。X射线管发生X射线。X射线检测器检测从X射线管发生且透过了被检体的X射线。转动框让X射线管和X射线检测器在被检体的周围连续转动。重构部根据来自X射线检测器的输出重构对被检体的同一扫描区域扫描时刻不同的多个第1体积数据。图像处理部生成与重构出的多个第1体积数据的时间方向上的最大值、平均值、中央值，或者最小值对应的单一的第2体积数据。
文档编号A61B6/03GK101352349SQ20081013006
公开日2009年1月28日 申请日期2008年7月24日 优先权日2007年7月24日
发明者塚越伸介, 藤泽恭子 申请人:株式会社东芝;东芝医疗系统株式会社