断层图像生成设备和方法
【专利摘要】本发明涉及一种断层图像生成设备和方法。当通过重构断层图像生成三维图像时，使得在图像中所示的结构的大小接近该结构的实际大小，从而有助于理解三维结构并且提高诊断精确度。获得通过从不同的成像方向向被检体施加放射线而拍摄的不同成像方向的放射线照相图像，并且基于所获得的多个放射线照相图像生成被检体的多个断层图像。然后，在垂直于所生成的断层图像的切片面的方向上对断层图像施加压缩处理以产生压缩断层图像，其中，获得成像方向的范围，并且基于所获得的成像方向的范围设定压缩处理的压缩率。
【专利说明】断层图像生成设备和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种断层图像生成设备和一种断层图像生成方法，其中，基于通过从不同的成像方向向被检体施加放射线而获得的多个放射线照相图像生成被检体的多个断层图像，并且对生成的断层图像施加压缩处理。
【背景技术】
[0002]近年来，为了使用放射线成像设备更详细地观察身体的患处，提出了断层成像，其中通过移动放射线源从不同的成像方向向被检体施加放射线以获得多个放射线照相图像，来执行成像操作，并且放射线照相图像被相加以提供其中强调了期望的切片面的图像(参见，例如，日本未审查专利公开N0.2008-253555)。
[0003]在断层成像中，取决于成像装置的特性和必要的断层图像，通过将放射线源平行于放射线照相图像检测器或沿着圆形或椭圆形轨迹移动，获得以不同的曝光角度拍摄的被检体的放射线照相图像，并且放射线照相图像被重构以产生断层图像。具体地，通过在使放射线照相图像相互移位之后相加放射线照相图像、调节各放射线照相图像的大小等能够获得断层图像。
[0004]此外，提出将上述断层成像扩展至乳腺造影。
【发明内容】
[0005]然而，如上所述，由于断层成像通过将从不同的成像方向拍摄的放射线照相图像在移位等之后相加，来生成断层图像，所以在垂直于断层图像的切片面的方向上的信息是不充分的。因此，当使用这些断层图像执行体渲染时，每个断层图像受到在垂直于切片面的方向上与该断层图像相邻的断层图像的信息的影响，并且难以观察预期将被观察的三维结构。·
[0006]此外，在乳腺造影中，在乳房被压缩的状态下执行成像操作，并且因此，在垂直于切片面的方向上的间隔没有多大意义。
[0007]再者，当在乳房被压缩的状态下执行乳房造影成像时，如上所述，当基于通过成像获得的放射线照相图像重构三维图像时，生成各向异性的重构图像。因此，在Z方向(垂直于切片面的方向)上的尺寸大小大于在X方向和Y方向上的尺寸大小，导致在Z方向上的结构的大小相对于结构的实际大小扩大的三维图像。
[0008]鉴于上述情况，本发明旨在提供一种断层图像生成设备和一种断层图像生成方法，其中，使在通过重构断层图像生成的三维图像中的结构的大小接近该结构的实际大小，从而有助于理解三维结构和提高诊断精度。
[0009]本发明的断层图像生成设备的一个方面是断层图像生成设备，该断层图像生成设备基于通过从不同的成像方向向被检体施加放射线而拍摄的不同成像方向的放射线照相图像来生成断层图像，该设备包括:放射线照相图像获得单元，用于获得不同成像方向的放射线照相图像；断层图像生成单元，用于基于由放射线照相图像获得单元获得的多个放射线照相图像生成被检体的多个断层图像；压缩处理单元，用于在垂直于断层图像的切片面的方向对由断层图像生成单元生成的断层图像施加压缩处理以生成压缩断层图像；成像方向范围获得单元，用于获得成像方向的范围；以及压缩率设定单元，用于基于由成像方向范围获得单元获得的成像方向的范围来设定压缩处理的压缩率。
[0010]本发明的断层图像生成设备可以进一步包括:图像数量确定单元，用于基于由压缩率设定单元设定的压缩率来获得将生成的压缩断层图像的总数，并且确定该总数是否不大于阈值，其中，如果由图像数量确定单元确定压缩断层图像的总数大于阈值，则成像方向范围获得单元获得成像方向的范围的新值，并且压缩率设定单元基于获得的成像方向的范围的新值来设定压缩处理的新的压缩率。
[0011]本发明的断层图像生成设备可以进一步包括:用于接收压缩率的改变的压缩率改变接收单元，其中，压缩率设定单元基于由压缩率改变接收单元接收的改变的压缩率来设定压缩处理的新的压缩率。
[0012]本发明的断层图像生成设备可以进一步包括:三维图像生成单元，用于基于由压缩处理单元生成的压缩断层图像来生成被检体的三维图像。
[0013]本发明的断层图像生成设备可以进一步包括:显示控制单元，用于显示在放射线照相图像、断层图像或压缩断层图像上重叠的三维图像的重叠图像。
[0014]本发明的断层图像生成设备可以进一步包括:区域指定单元，用于接收在放射线照相图像、断层图像或压缩断层图像上的期望的区域的指定，其中，显示控制单元显示在放射线照相图像、断层图像或压缩断层图像上重叠的三维图像的重叠图像，三维图像包含由区域指定单元接收的区域。
[0015]显示控制单元可以将重叠图像的放射线照相图像、断层图像或压缩断层图像和三维图像以相互不同的颜色 显示。
[0016]显示控制单元可以将放射线照相图像、断层图像或压缩断层图像与重叠图像并排显不O
[0017]显示控制单元可以在旋转状态下显示重叠图像。
[0018]显示控制单元可以在放射线照相图像、断层图像或压缩断层图像上在被检体的位置处，以及在在重叠图像上与被检体的位置相对应的位置处显示标记。
[0019]本发明的断层图像生成设备可以进一步包括:图像选择接收单元，用于接收放射线照相图像、断层图像或压缩断层图像中的任一个要被显示的选择。
[0020]本发明的断层图像生成设备可以进一步包括:用于接收三维图像的颜色的改变的颜色改变接收单元。
[0021]本发明的断层图像生成设备可以进一步包括:用于接收三维图像的显示范围或位置的显示范围接收单元。
[0022]本发明的断层图像生成方法的一个方面是断层图像生成方法，该方法基于通过从不同的成像方向向被检体施加放射线而拍摄的不同成像方向的放射线照相图像来生成断层图像，该方法包括:获得不同成像方向的放射线照相图像；基于所获得的多个放射线照相图像生成被检体的多个断层图像；以及在垂直于生成的断层图像的切片面的方向上对断层图像施加压缩处理以产生压缩断层图像，其中，获得成像方向的范围，并且基于所获得的成像方向的范围设定压缩处理的压缩率。[0023]根据本发明的断层图像生成设备和方法，获得通过从不同的成像方向向被检体施加放射线而拍摄的不同成像方向的放射线照相图像，并且基于所获得的多个放射线照相图像来生成被检体的多个断层图像。然后，对断层图像施加在垂直于所生成的断层图像的切片面的方向上的压缩处理，以产生压缩断层图像。然后，通过使用压缩断层图像重构三维图像，能够使Z方向(垂直于切片面的方向)上的尺寸大小接近X方向和Y方向上的尺寸大小。这允许使得在三维图像中的结构的大小接近该结构的实际大小，从而有助于理解三维结构以及提闻诊断精度。
[0024]此外，根据本发明，获得用来产生断层图像的放射线照相图像的成像方向的范围，并且基于所获得的成像方向的范围，设定压缩处理的压缩率。因此，能够在不使压缩断层图像的图像质量劣化的情况下执行压缩处理。将在稍后详细地描述基于放射线照相图像的成像方向的范围设定压缩率的原因。
[0025]此外，在本发明的断层图像生成设备和方法被配置成使得基于取决于成像方向的范围设定的压缩率获得将由压缩处理生成的压缩断层图像的总数的情况下，确定该总数据是否不大于阈值，并且如果确定压缩断层图像的总数大于阈值，则获得成像方向的范围的新值，并且基于所获得的成像方向的范围设定压缩处理的新的压缩率，压缩断层图像的总数能够被限制，从而缩短压缩断层图像的图像解析所花的时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是示出采用本发明的断层图像生成设备的一个实施例的乳房造影成像和显示系统的示意结构的图示，
[0027]图2是从图1的右 侧观察的图1所示的乳房造影成像和显示系统的臂的图示，
[0028]图3是示出图1所示的乳房造影成像和显示系统的计算机的示意内部结构的框图，
[0029]图4是示出放射线照相图像的成像方向的范围与每单位将被相加的断层图像的数量(压缩率)之间的关系的图示，
[0030]图5是用于解释采用本发明的断层图像生成设备的第一实施例的乳房造影成像和显示系统的操作的流程图，
[0031]图6是示出从成像开始到成像结束图1所示的乳腺造影和显示系统的放射线源的位置和放射线照射点Q的改变的图示，
[0032]图7是解释用于基于多个放射线照相图像生成断层图像的方法的图示，
[0033]图8是示出采用本发明的断层图像生成设备的第二实施例的乳房造影成像和显示系统的示意结构的图示，
[0034]图9是用于解释采用本发明的断层图像生成设备的第二实施例的乳房造影成像和显示系统的操作的流程图，
[0035]图10是示出其中断层图像和重叠在断层图像上的三维图像的重叠图像被并排示出的一个显示示例的图示，
[0036]图11是示出在旋转状态下的重叠图像的一个显示示例的图示，以及
[0037]图12是示出其中标记被显示在断层图像上和重叠图像上对应位置处的一个显示示例的图示。【具体实施方式】
[0038]现在，将参考附图描述采用本发明的断层图像生成设备和断层图像生成方法的第一实施例的乳房造影成像和显示系统。该实施例的乳房造影成像和显示系统具有断层成像功能，并且被配置成能够拍摄乳房的断层图像。图1是示出该实施例的整个乳房造影成像和显示系统的示意构造的图示。
[0039]如图1所示，该实施例的乳房造影成像和显示系统I包括:乳房造影成像装置10，用于通过从不同的成像方向向乳房施加放射线来获得不同成像方向的作为被检体的乳房的放射线照相图像；计算机2，用于重构由乳房造影成像装置10获得的多个放射线照相图像以产生乳房的多个断层图像，并且基于断层图像生成乳房的三维图像；监视器3，用于显示由计算机2生成的断层图像、三维图像等；以及输入单元4，用于接收由用户输入的各种设定。
[0040]如图1中所示，乳房造影成像装置10包括基部11、相对于基部11在垂直方向(Z-方向)上可旋转且可移动的旋转轴12、和经旋转轴12连接到基部11的臂13。图2示出从图1的右侧观察的臂13。 [0041]臂13是C形状的，并且其一端被提供有成像台14并且其另一端被提供有放射线照射单元16，使得放射线照射单元16面对成像台14。臂13在垂直方向上的移动和旋转受到内置于基部11的臂控制器31的控制。
[0042]成像台14在其中包含诸如平板检测器的放射线照相图像检测器15和检测器控制器33，该检测器控制器33控制来自放射线照相图像检测器15等的电荷信号的读取。
[0043]成像台14还在其中包含电路板等。该电路板包括用于将从放射线照相图像检测器15读出的电荷信号转换成电压信号的电荷放大器、用于对从电荷放大器输出的电压信号采样的相关双采样电路、用于将电压信号转换成数字信号的AD转换器等。
[0044]如图2所示，成像台14以放射线照相图像检测器15的中心位于旋转轴12的延长线上这样的位置关系附接到臂13。成像台14可旋转地附接到臂13，并且，即使当臂13相对于基部11旋转时，成像台14相对于基部11的取向也能够被固定。
[0045]放射线照相图像检测器15是可重复用于记录和读取放射线照相图像的类型。放射线检测器15可以是直接接收放射线并且产生电荷的所谓的直接型放射线照相图像检测器，或可以是一次将放射线转换成可见光然后将可见光转换成电荷信号的所谓的间接型放射线照相图像检测器。作为读出放射线照相图像信号的读取系统，可以使用利用接通断开TFT(薄膜晶体管)开关来读出放射线照相图像信号的所谓的TFT读取系统、或通过应用读取光来读出放射线照相图像信号的所谓的光读取系统。作为间接型放射线照相图像检测器，可以使用采用CMOS (互补金属氧化物半导体)传感器或CCD (电荷耦合器件图像传感器)的放射线照相图像检测器。
[0046]放射线照射单元16在其中包含放射线源17和放射线源控制器32。放射线源控制器32控制来自放射线源17的放射线的施加定时、以及在放射线源17处的放射线产生条件(诸如管电流、时间、管电压等)。
[0047]此外，布置在成像台14上方用于保持和压迫乳房的压迫板18、用于支撑压迫板18的支撑件20、以及用于使支撑件20在垂直方向(Z方向)上移动的移动机构19被布置在臂13的中部处。压迫板18的位置和压迫压力受到压迫板控制器34的控制。
[0048]计算机2包括中央处理单元(CPU)、诸如半导体存储器、硬盘、SSD等的存储设备，并且这些硬件设备形成控制单元40、放射线照相图像存储单元41、图像处理单元42和显示控制单元43,如图3中所示。
[0049]控制单元40将预定的控制信号输出至控制器31至34以控制整个系统。稍后将详细地描述具体控制方法。
[0050]放射线照相图像存储单元41获得并存储在从不同成像方向的成像操作中由放射线照相图像检测器15检测到的多个放射线照相图像。应注意的是，在该实施例中，放射线照相图像存储单元41对应于在权利要求中描述的放射线照相图像获得单元。
[0051]图像处理单元42包括断层图像生成单元50、成像方向范围获得单元51、压缩率设定单元52、压缩处理单元53和三维图像生成单元54。
[0052]断层图像生成单元50读出在放射线照相图像存储单元41中存储的放射线照相图像，并且使用放射线照相图像生成乳房M的期望的切片面的断层图像。稍后将详细地描述用于生成断层图像的方法。
[0053]成像方向范围获得单元51获得用来在断层图像生成单元50处产生一个断层图像的放射线照相图像的成像方向的范围的信息。具体地，在该实施例中，通过在相对于与成像台14的乳房放置表面(放射线照相图像检测器15的检测表面)垂直的方向±25的范围内改变成像方向，获得约十至二十个放射线照相图像。成像方向范围获得单元51获得在±25°的范围内拍摄的放 射线照相图像当中用来生成断层图像的放射线照相图像的成像方向的范围的信息。
[0054]成像方向的范围的信息由用户经输入单元4输入，诸如通过输入“±15° ”或“±20° ”例如作为成像方向的范围的信息。在“±15° ”被输入为成像方向的范围的情况下，断层图像生成单元50使用在±15°的范围内的成像方向的放射线照相图像生成多个断层图像。在“±20° ”被输入为成像方向的范围的情况下，断层图像生成单元50使用在± 20°的范围内的成像方向的放射线照相图像生成多个断层图像。
[0055]由成像方向获得单元51获得的成像方向的范围的信息也被输出至压缩率设定单元52。
[0056]压缩率设定单元52基于向其输入的成像方向的范围的信息来设定由压缩处理单元53执行的压缩处理的压缩率。
[0057]由该实施例的压缩处理单元53执行的压缩处理进行处理以相对于垂直于其切片面的方向压缩由断层图像生成单元50生成的断层图像。具体地，在该实施例中，通过每单位堆叠预定数量的断层图像并且对断层图像进行相加和平均(即，通过计算其算术平均值)来实现压缩处理。
[0058]因此，该实施例的压缩率设定单元52将在压缩处理中将被相加的每单位的断层图像的数量设定为压缩率。具体地，如图4所示，在压缩率设定单元52中设定将放射线照相图像的成像方向的范围与每单位将被相加的断层图像的数量关联起来的功能。基于该功能和向其输入的成像方向的范围的信息，压缩率设定单元52将每单位的将被相加的断层图像的数量设定为压缩率。应注意的是，沿着图4所示的图形的水平轴线的值通过将在“ + ”方向上的成像方向的范围与在方向上的成像方向的范围相加而获得的。因此，如果例如由成像方向范围获得单元51获得的成像方向的范围是±10° ,则该范围对应于图4所示的图形中的20°的成像方向的范围，并且如果由成像方向范围获得单元51获得的成像方向的范围是±7.5°，则该范围对应于图4所示的图形中的15°的成像方向的范围。
[0059]另外，如果例如成像方向的输入范围是20° (±10° )，则压缩率设定单元52获得“4”作为每单位将被相加的断层图像的数量(压缩率)。如果例如输入的成像方向的范围是10° (±5° )，则压缩率设定单元52获得“8”作为每单位将被相加的断层图像的数量(压缩率)。
[0060]如图4的图形中所示，对于较大范围的成像方向，该实施例的压缩率设定单元52设定较小数量的每单位将被相加的断层图像，即，较小的压缩率。以如此方式设定压缩率的原因如下。
[0061]首先，一般而言，可以说，随着放射线被施加于被检体的方向，即相对于与放射线照相图像检测器15检测检测表面(被检体放置表面)垂直的方向的成像方向的倾斜增加，放射线照相图像的清晰度和分辨率降低。这是因为，成像方向的较大的倾斜意味着经过被检体中给定点并且进入放射线照相图像检测器15的检测表面的放射线的入射角的更大的倾斜。那么，由以这样的倾斜方向进入检测表面的放射线生成的电荷信号跨越多个像素(多个检测元件)而非一个像素(一个检测元件)被检测到。
[0062]因此，当以高压缩率对具有低清晰度和分辨率的图像施加压缩处理时，模糊等被强调，导致显著劣化的图像质量。
[0063]因此，该实施例的压缩率设定单元52为较大范围的成像方向设定较小的压缩率。
[0064]基于由压缩率设定单元52设定的压缩率，压缩处理单元53对由断层图像生成单元50生成的多个断层图像 施加压缩处理以生成压缩断层图像。具体地，该实施例的压缩处理单元53通过计算每单位预定数量的断层图像的算术平均值来实现压缩处理，如上所述。然而，用于实现压缩处理的方法并不限于该方法，并且可以使用任何其它方法。具体地，例如，可以选择由压缩率设定单元52设定的每单位预定数量的断层图像中的任一个，并且可以将选择的断层图像用作压缩断层图像。也就是，通过执行所谓的抽取(decimation)可以实现压缩处理。
[0065]基于由压缩处理单元53生成的多个压缩断层图像，三维图像生成单元54生成乳房的三维图像。具体地，三维图像生成单元54使用向其输入的压缩断层图像执行体渲染以生成三维图像。
[0066]显示控制单元43对由三维图像生成单元54生成的三维图像、由断层图像生成单元50生成的断层图像和/或由压缩处理单元53生成的压缩断层图像施加预定的处理，并且将图像显示在监视器3上。
[0067]输入单元4由诸如键盘和鼠标的指向设备形成，并且接收成像方向的范围的信息的设定的输入，如上所述。输入单元4还接收成像条件等的设定的输入、开始成像的指令的输入、用于将三维图像和/或断层图像显示在监视器3上的显示方法的设定的输入等。
[0068]接着，参照图5所示的流程图来描述该实施例的乳房造影成像和显示系统I的操作。
[0069]首先，将患者的乳房M放置在成像台14上，并且用压迫板18以预定的压力压迫乳房 M(SlO)。[0070]然后，由操作者经输入单元4输入各种成像条件，并且输入开始成像的指令。当输入开始成像的指令时，臂控制器31使臂13旋转。图6示出从成像开始到成像结束放射线源17的位置和放射线照射点Q的改变。
[0071]具体地，首先，臂控制器31使臂13旋转以使放射线源17进入到位置Pl中。在该实施例中，位置Pl对应于+25°的成像方向。
[0072]然后，基于从位置Pl发出的放射线的放射线生成条件，放射线源控制器32控制放射线源17，使得放射线被引导至照射点Q。优选的是，照射点Q是放置在成像台14的顶部上的乳房M的中心上方约2cm的点。然后，乳房M的放射线照相图像被记录为放射线照相图像检测器15上的潜电荷图像。
[0073]随后，被记录为放射线照相图像检测器15上的潜电荷图像的放射线照相图像在检波器控制器34的控制下被读出。读出的放射线照相图像被输入到计算机2并且被存储在放射线照相图像存储单元41中。
[0074]然后，将放射线源17在控制器的控制下沿着被检体的胸壁附近的弓形轨迹移动，并且对于沿着该轨道的每个位置Pn(在图6所示的示例中，n=l至5)获得乳房的放射线照相图像，并且将放射线照相图像存储在存储单元41中(S12)。
[0075]应注意的是，虽然为了方便解释，图6示出仅五个位置Pl至P5，在实际成像操作中，在相对于与成像台14的被检体放置表面(放射线照相图像检测器15的检测表面)垂直的方向约±25°的范围内，获得约十至二十个放射线照相图像，如上所述。在该实施例中的位置P5对应于-25 °的成像方向。
[0076]然后，用来生成一个断层图像的放射线照相图像的成像方向的范围的信息由用户经输入单元4输入，并且成像·方向的范围的信息由成像方向范围获得单元51获得(S14)。然后，由成像方向范围获得单元51获得的成像方向的范围被输出至断层图像生成单元50和压缩率设定单元52。
[0077]基于成像方向的输入范围，断层图像生成单元50从放射线照相图像存储单元41读出在成像方向的范围内的放射线照相图像，并且基于放射线照相图像生成断层图像(S16)。
[0078]现在，描述例如在±25° (50° )的最大范围被输入为成像方向的范围的情况下用于生成断层图像的方法。
[0079]首先，如图7所示，将放射线源17移动至每个位置P1、P2、…、和Pn，并且将放射线从每个位置施加至乳房M以获得放射线照相图像G1、G2、…、和Gn。
[0080]在从位置Pl投影存在于不同深度的对象(01、02)的情况下，例如，对象的投影图像分别出现在放射线照相图像Gl上的位置Pll和P12处。当从位置P2投影对象(01、02)时，对象的投影图像分别出现在放射线照相图像G2上的位置P21和P22处。通过以此方式从不同的放射线源位置P1、P2、…、和Pn重复投影，对象01在位置P11、P21、…、和Pnl处被投影，并且对象02在与不同的放射线源位置对应的位置P12、P22、…、和Pn2处被投影。
[0081]然后，如果希望强调其中存在对象01的切片面，则将放射线照相图像G2移位(P21-P11)的距离，将放射线照相图像G3移位(P31-P11)的距离，并且将剩余的放射线照相图像类似地移位，以将每个拍摄图像Gn移位(Pnl-Pll)的距离，并且因此，将移位的图像相加以生成断层图像，该断层图像具有在对象01的深度处的切片面被强调的结构。[0082]如果希望强调其中存在对象02的切片面，则将放射线照相图像G2移位(P22-P12)的距离，将放射线照相图像G3移位(P32-P12)的距离，并且将剩余的放射线照相图像类似地移位，以将每个放射线照相图像Gn移位(Pn2-P12)的距离，并且，将如此移位的图像相加。通过以如此方式，取决于必要的切片的位置，在将放射线照相图像对准的情况下，将放射线照相图像G1、G2、…、Gn相加，能够获得具有期望的切片面被强调的断层图像。应注意的是，在该实施例中，具有Imm的切片厚度的多个断层图像被生成。
[0083]另一方面，由成像方向获得单元51获得的成像方向的范围的信息被输入到压缩率设定单元52。基于输入的成像方向的范围和图4所示的功能，压缩率设定单元52计算和设定每单位将被相加的断层图像的数量作为压缩率(S18)。具体地，如果例如成像方向的范围是10° (±5° )，则根据图4所示的功能设定“8”的压缩率。应注意的是，如果基于图4所示的功能计算的值不是整数，则将该值舍入至最接近的整数或截取成整数。
[0084]然后，将由压缩率设定单元52设定的压缩率输出至压缩处理单元53。基于输入的压缩率，压缩处理单元53对由断层图像生成单元50生成的断层图像施加压缩处理以生成压缩断层图像(S20)。
[0085]具体地，在由压缩率设定单元52设定的压缩率是“8”、乳房M的乳房厚度是40mm，并且生成40个断层图像的情况下，为每单位八个断层图像计算算术平均值以生成压缩断层图像，并且由此生成五个压缩断层图像。此外，具体地，在由压缩率设定单元52设定的压缩率是“4” (成像方向的范围是20° )、乳房M的乳房厚度是40mm，并且生成40个断层图像的情况下，为每单位四个断层图像计算算术平均值以生成压缩断层图像，并且因此生成十个压缩断层图像。
[0086]然后，如上所述，由压缩处理单元53生成的压缩断层图像被输出到三维图像生成单元54，并且三维图像生成单元54通过使用输入的压缩断层图像执行体渲染以生成乳房M的三维图像(S22)。
[0087]随后，将由三维图像生成单元54生成的三维图像输出至显示控制单元43。显示控制单元43对向其输入三维图像施加预定的处理并且将乳房M的三维图像显示在监视器3 上(S24)。
[0088]如果观察显示在监视器3上的乳房M的三维图像的用户希望改变压缩率(S26:是)，则用户经输入单元4输入期望的压缩率的设定(S18)。应注意的是，在该实施例中，输入单元4对应于在权利要求中描述的压缩率变化接收单元。
[0089]然后，基于设定和输入的压缩率，再次执行压缩断层图像的生成和三维图像的生成，并且将生成的三维图像显示在监视器3上(S20至S24)。用户能够反复地改变压缩率直至显示令人满意的三维图像为止。当显示令人用户满意的三维图像时，处理结束。
[0090]根据第一实施例的上述乳房造影成像和显示系统I，基于多个放射线照相图像生成乳房M的多个断层图像，并且使生成的断层图像经受在垂直于断层图像的切片面的方向上的压缩处理以生成压缩断层图像。然后，通过使用压缩断层图像重构三维图像，能够使Z方向(垂直于切片面的方向)上的尺寸大小接近X方向和Y方向上的尺寸大小。这允许使得在三维图像中的结构的大小接近该结构的实际大小，从而有助于理解三维结构以及提高诊断精度。
[0091]此外，通过获得用来生成断层图像的放射线照相图像的成像方向的范围并且基于获得的成像方向的范围设定压缩处理的压缩率，能够在不使压缩断层图像的图像质量劣化的情况下执行压缩处理。
[0092]接着，描述采用本发明的断层图像生成设备和方法的第二实施例的乳房造影成像和显示系统。图8示出第二实施例的乳房造影成像和显示系统的计算机2的内部配置。除第一实施例的乳房造影成像和显示系统I的部件之外，第二实施例的乳房造影成像和显示系统包括乳房厚度获得单元55和图像数量确定单元56。第二实施例的乳房造影成像和显示系统被配置成通过设定压缩率来限制将生成的压缩断层图像的数量，使得强加于观察压缩断层图像的用户的负担减轻。
[0093]乳房厚度获得单元55获得受压迫板18压迫的乳房M的厚度。具体地，压迫板控制器34检测压迫乳房M的压迫板18的位置信息，并且基于该位置信息将乳房放置表面与压迫板18之间的距离计算为乳房厚度。然后，乳房厚度获得单元55获得由压迫板控制器34计算的乳房厚度，如上所述。
[0094]图像数量确定单元56基于由乳房厚度获得单元55获得的乳房厚度和由压缩率设定单元52设定的压缩率来计算将通过压缩处理生成的压缩断层图像的总数，并且确定压缩断层图像的总数是否不大于事先设定的阈值。
[0095]接着，参照图9所示的流程图描述第二实施例的乳房造影成像和显示系统的操作。
[0096]图9所示的从 乳房的放置(S30)到压缩率的设定(S38)的操作与第一实施例的乳房造影成像和显示系统I的那些(图5所示的SlO至S18)相同。
[0097]然后，在第二实施例的乳房造影成像和显示系统中，在通过压缩率设定单元52设定压缩率之后，基于压缩率和由乳房厚度获得单元55获得的乳房厚度来计算将通过压缩处理生成的压缩断层图像的总数(S40)。
[0098]具体地，例如，在由乳房厚度获得单元55获得的乳房厚度是80mm的情况下，80mm的乳房厚度的值被输出到图像数量确定单元56。
[0099]图像数量确定单元56首先基于80mm的乳房厚度和各断层图像的Imm的切片厚度，来计算将被生成的断层图像的数量，即，80mm/ Imm=SO。
[0100]然后，基于断层图像的数量和由压缩率设定单元52设定的压缩率，图像数量确定单元56计算将通过压缩处理生成的压缩断层图像的总数(S40)。具体地，例如，在压缩率是“8”(成像方向的范围是10° )的情况下，图像数量确定单元56计算80/8=10作为压缩断层图像的总数。例如，在压缩率是“4”(成像方向的范围是20° )的情况下，图像数量确定单元56计算80/4=20作为压缩断层图像的总数。
[0101]然后，图像数量确定单元56将如此计算的压缩断层图像的总数与事先设定的阈值(在该实施例中被假设为15)相比较，并且确定压缩断层图像的总数是否不大于15的阈值(S42)。应注意的是，虽然在该实施例中事先设定15的阈值，但是，这并不旨在限制本发明，并且考虑到减轻压缩断层图像的观察负担，可以设定任意其它阈值。
[0102]如果图像数量确定单元56确定压缩断层图像的总数不大于阈值(S42:是)，则该效果的信息被输出至压缩处理单元53。然后，压缩处理单元53基于由压缩率设定单元52设定的压缩率对断层图像施加压缩处理，并且生成压缩断层图像(S48)。从三维图像的生成(S50)到压缩率的改变(S54)的后续操作与第一实施例的乳房造影成像和显示系统I的那些(图5所示的S22至S26)相同。
[0103]相反，如果由图像数量确定单元56确定压缩断层图像的总数大于阈值(S42:N0)，则该效果的信息被输出至显示控制单元43，并且显示控制单元43将消息等显示在监视器3上以便提示用户录入成像方向的范围的新值。
[0104]观察显示在监视器3上的消息等的用户经输入单元4输入成像方向的范围的新值，并且输入的成像方向的范围的值由成像方向范围获得单元51获得(S44)。此时由用户输入的成像方向的范围的值小于先前输入的成像方向的范围的值。例如，将被录入的成像方向的范围的值的减量可以是1°，或该值可以由用户从以5°间隔的诸如10°、15°和20°的选项来选择。
[0105]然后，由成像方向范围获得单元51获得的成像方向的范围被输出至压缩率设定单元52，并且压缩率设定单元52基于向其输入的成像方向的范围的新值设定新的压缩率(S46)。
[0106]由压缩率设定单元52设定的新的压缩率被输入到图像数量确定单元56，并且图像数量确定单元56基于向其输入的新的压缩率计算压缩断层图像的总数(S40)。然后，图像数量确定单元56将压缩断层图像的总数与事先设定的15的阈值相比较，并且确定压缩断层图像的总数是否不大于15的阈值(S42)。
[0107]重复获得成像方向的范围的新值、设定新的压缩率以及将压缩断层图像的总数与阈值相比较的操作，直至图像数量确定单元56确定压缩断层图像的总数不大于阈值为止。
[0108]在由图像数量确定单元56确定压缩断层图像的总数不大于阈值之后执行的操作如上所述。
[0109]在第二实施例的乳·房造影成像和显示系统中，不仅由三维图像生成单元54生成的三维图像而且由压缩处理单元53生成的压缩断层图像被显示在监视器3上。压缩断层图像可以以列表的形式被显示，或当经输入单元4接收到改变显示的压缩断层图像的指令时，压缩断层图像可以在改变显示的压缩断层图像的情况下逐一被显示。
[0110]根据第二实施例的上述的乳房造影成像和显示系统，基于取决于成像方向的范围设定的压缩率获得将由压缩处理生成的压缩断层图像的总数，并且确定该总数是否不大于阈值。如果确定压缩断层图像的总数大于阈值，则获得成像方向的范围的新值，并且基于获得的成像方向的范围的新值设定压缩处理的新的压缩率。这允许限制压缩断层图像的总数，从而缩短压缩断层图像的图像解析所花的时间。
[0111]虽然在第一和第二实施例的乳房造影成像和显示系统的描述中描述了三维图像和/或压缩断层图像被显示在监视器3上的情况，但是，这并不旨在限制本发明。例如，在被压缩之前的断层图像或在生成断层图像之前的放射线照相图像可以被显示在监视器3上。
[0112]此外，如图10中所示，例如，由断层图像生成单元50生成的断层图像中的期望的一个可以与由用户经输入单元4在该断层图像上指定的重叠在该断层图像上的区域的三维图像的重叠图像并排显示。应注意的是，在该实施例中，输入单元4对应于在权利要求中描述的区域指定单元。
[0113]虽然在图10中作为示例示出断层图像与重叠在该断层图像上的三维图像的重叠图像并排显示在监视器3上的情况，但是这并不旨在限制本发明。例如，可以使压缩断层图像或放射线照相图像与重叠在压缩断层图像或放射线照相图像上的三维图像的重叠图像并排显示在监视器3上。
[0114]根据由用户经输入单元4的输入，可以将上述重叠图像显示为可旋转的。图11示出使重叠在断层图像上的三维图像的重叠图像在给定的方向从图10所示的状态旋转给定的角度的状态。
[0115]此外，在将断层图像、压缩断层图像或放射线照相图像与重叠在断层图像、压缩断层图像或放射线照相图像上的三维图像的重叠图像在监视器3上并排显示的情况下，标记Ml可以被显示在断层图像、压缩断层图像或放射线照相图像中被检体上的位置处，并标记M2可以被显示在重叠图像中被检体上的对应位置处，如图12中所示，以便有助于在两个图像上的对应的位置的识别。在这种情况下，例如，当接收到用以指定标记Ml在断层图像、压缩断层图像或放射线照相图像上的位置的输入，标记M2可以被显示在与标记Ml的位置对应的位置处。或者，当接收到用以指定标记M2在重叠图像上的位置的输入时，标记Ml可以被显示在断层图像、压缩断层图像或放射线照相图像上与标记M2的位置对应于的位置处。
[0116]此外，三维图像重叠于其上的断层图像、压缩断层图像或放射线照相图像可以由用户经输入单元4任意 地选择。这时，用于选择将被显示的图像的屏幕，诸如以列表显示断层图像、压缩断层图像或放射线照相图像的屏幕，可以被显示在监视器3上。应注意的是，在该实施例中，输入单元4对应于在权利要求中描述的图像选择接收单元。
[0117]重叠在断层图像、压缩断层图像或放射线照相图像上的三维图像的形状可以是球形，如图10至图11中所示，或可以是立方形或椭球形。
[0118]重叠在断层图像，压缩断层图像或放射线照相图像上的三维图像的位置和/或显示范围可以由用户经输入单元4任意地设定。具体地，例如，用户可以指定在断层图像、压缩断层图像或放射线照相图像上的区域的位置和范围，其中可能存在肿瘤块或由于如由用户判断的密集的乳腺而难以观察，并且以指定的位置作为其中心或形心的指定范围的三维图像可以被重叠在断层图像、压缩断层图像或放射线照相图像上并且被显示。
[0119]例如，由用户指定的三维图像的范围的形状可以是球形或立方形，或者例如，如果用户关于乳腺指定三维图像的范围，则可以指定倾斜的细长范围。当这样的细长范围被指定时，用户可以指定范围的起点和终点。应注意的是，在该实施例中，输入单元4对应于在权利要求中描述的显示范围接收单元。
[0120]重叠在断层图像，压缩断层图像或放射线照相图像上的三维图像的颜色可以由用户经输入单元4任意地设定。这时，用于设定三维图像的颜色的颜色模板可以被显示在监视器3上。应注意的是，在该实施例中，输入单元4对应于在权利要求中描述的颜色改变接收单元。
[0121]当显示上述重叠图像时，期望以不同的颜色显示断层图像、压缩断层图像或放射线照相图像和三维图像。例如，可以以黑白显示断层图像、压缩断层图像或放射线照相图像，并且可以以彩色显示三维图像。
[0122]虽然本发明的断层图像生成设备和方法在上述实施例中被应用于乳房造影成像和显示系统，但是，在本发明中，被检体并不限于乳房。例如，本发明还适用于被提供有用于对胸部、头部等成像的所谓的“通用放射线照相”的断层成像功能的放射线照相成像和显示系统。在本发明被应用到用于通用放射线照相的放射线照相成像和显示系统的情况下，例如，可以使用光学传感器获得被检体的厚度的信息，或可以由用户手动地设定并输入。
【权利要求】
1.一种断层图像生成设备，包括: 放射线照相图像获得单元，所述放射线照相图像获得单元用于获得不同成像方向的放射线照相图像，所述放射线照相图像是通过从所述不同成像方向对被检体施加放射线而拍摄的； 断层图像生成单元，所述断层图像生成单元用于基于由所述放射线照相图像获得单元获得的所述多个放射线照相图像，生成所述被检体的多个断层图像； 压缩处理单元，所述压缩处理单元用于在垂直于所述断层图像的切片面的方向上对由所述断层图像生成单元生成的所述断层图像施加压缩处理，以生成压缩断层图像； 成像方向范围获得单元，所述成像方向范围获得单元用于获得所述成像方向的范围；以及 压缩率设定单元，所述压缩率设定单元用于基于由所述成像方向范围获得单元获得的所述成像方向的范围，来设定所述压缩处理的压缩率。
2.如权利要求1所述的断层图像生成设备，进一步包括图像数量确定单元，所述图像数量确定单元用于基于由所述压缩率设定单元设定的所述压缩率来获得将要生成的所述压缩断层图像的总数，并且确定所述总数是否不大于阈值， 其中，如果由所述图像数量确定单元确定所述压缩断层图像的所述总数大于所述阈值，则所述成像方向范围获得单元获得所述成像方向的范围的新值，以及 所述压缩率设定单元基于所获得的所述成像方向的范围的新值，来设定所述压缩处理的新压缩率。
3.如权利要求1或2所述的断层图像生成设备，进一步包括压缩率改变接收单元，所述压缩率改变接收单元用于接收所述压缩率的改变， 其中，所述压缩率设定单元基于由所述压缩率改变接收单元接收的改变压缩率，来设定所述压缩处理的新压缩率。
4.如权利要求1所述的断层图像生成设备，进一步包括三维图像生成单元，所述三维图像生成单元用于基于由所述压缩处理单元生成的所述压缩断层图像，来生成所述被检体的三维图像。
5.如权利要求2所述的断层图像生成设备，进一步包括三维图像生成单元，所述三维图像生成单元用于基于由所述压缩处理单元生成的所述压缩断层图像，来生成所述被检体的三维图像。
6.如权利要求3所述的断层图像生成设备，进一步包括三维图像生成单元，所述三维图像生成单元用于基于由所述压缩处理单元生成的所述压缩断层图像，来生成所述被检体的三维图像。
7.如权利要求4所述的断层图像生成设备，进一步包括显示控制单元，所述显示控制单元用于显示重叠在所述放射线照相图像、所述断层图像或所述压缩断层图像上的所述三维图像的重叠图像。
8.如权利要求7所述的断层图像生成设备，进一步包括区域指定单元，所述区域指定单元用于接收在所述放射线照相图像、所述断层图像或所述压缩断层图像上的期望区域的指定， 其中，所述显示控制单元显示重叠在所述放射线照相图像、所述断层图像或所述压缩断层图像上的所述三维图像的重叠图像，所述三维图像包含由所述区域指定单元接收的区域。
9.如权利要求7或8所述的断层图像生成设备，其中，所述显示控制单元将所述三维图像和所述重叠图像的所述放射线照相图像、所述断层图像或所述压缩断层图像以相互不同的颜色显示。
10.如权利要求7或8所述的断层图像生成设备，其中，所述显示控制单元将所述放射线照相图像、所述断层图像或所述压缩断层图像与所述重叠图像并排显示。
11.如权利要求7或8所述的断层图像生成设备，其中，所述显示控制单元显示在旋转状态下的所述重叠图像。
12.如权利要求7或8所述的断层图像生成设备，其中，所述显示控制单元在所述放射线照相图像、所述断层图像或所述压缩断层图像上的所述被检体的位置处、以及在所述重叠图像上与所述被检体的所述位置相对应的位置处显示标记。
13.如权利要求7或8所述的断层图像生成设备，进一步包括图像选择接收单元，所述图像选择接收单元用于接收对于要被显示的所述放射线照相图像、所述断层图像或所述压缩断层图像中任一个的选择。
14.如权利要求7或8所述的断层图像生成设备，进一步包括颜色改变接收单元，所述颜色改变接收单元用于接收所述三维图像的颜色的改变。
15.如权利要求 7或8所述的断层图像生成设备，进一步包括显示范围接收单元，所述显示范围接收单元用于接收所述三维图像的显示范围或位置。
16.一种断层图像生成方法，包括: 获得不同成像方向的放射线照相图像，所述放射线照相图像是通过从所述不同成像方向对被检体施加放射线而拍摄的； 基于所获得的多个放射线照相图像，来生成所述被检体的多个断层图像；以及 在垂直于所生成的断层图像的切片面的方向上对所述断层图像施加压缩处理，以产生压缩断层图像，其中，获得所述成像方向的范围，并且基于所获得的成像方向的范围来设定所述压缩处理的压缩率。
【文档编号】A61B6/03GK103705264SQ201310450325
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2012年9月28日
【发明者】桝本润, 山田雅彦, 安田裕昭, 八寻靖子, 柏木昇彦, 村本绫子, 中津川晴康 申请人:富士胶片株式会社