本发明涉及x射线ct装置，尤其涉及将被检体的多个切片的图像二维排列从而能够印刷于1张胶片或显示于一个画面的x射线ct装置。
背景技术：
作为x射线ct装置中拍摄到的图像的输出方法，除了在显示器显示为图像的方法外，还有印刷于医用胶片的方法。近年来，随着pacs(图像保存通信系统:picturearchivingandcommunicationsystems)的普及，用医用胶片进行图像保管变得越来越少，尽管如此，在中国或东南亚的局部地区还是有医院会推荐将拍摄的图像印刷于胶片且提供给患者。患者将印刷于胶片的图像拿到其他的医院让医生解读，或将印刷的图像作为接受检查的凭证在自家进行保管。x射线ct装置由于通常对多个切片进行图像拍摄，因而图像数量较多(例如50切片)。在将所述多个图像印刷于胶片时，医院为了削减胶片费用，将多个图像印刷于尽可能少的张数的胶片中，例如将50切片的图像缩小，进行7×8的二维排列(排版)而印刷于1张胶片。操作者在图像印刷时必须决定多个图像的二维排列的排版，在x射线ct装置中还需要减少印刷时操作者决定排版的负担。
对于此种要求，专利文献1中记载的发明为了不让胶片的空间浪费，使通过拍摄而得到的图像临时体数据化，从体数据以与胶片排版的画格数(coma)相对应的切片数生成图像，将生成的图像排版于胶片并进行印刷。
已知在x射线ct装置对多个切片拍摄图像时，图像的噪声量与构造物的边界的锐度依赖于切片厚度。具体而言，若切片厚度变厚则噪声减少，但是被检体的构成物的边界的锐度增大，若切片厚度变薄则噪声增加但边界的锐度减少。另一方面，作为解读图像进行诊断的医生来说，噪声量并不是越少越好，通常显示一定噪声量的图像对正确的诊断是很重要的。喜欢何种程度的噪声量或锐度取决于每个医生，通常每个医生按每个被检体的拍摄部位决定所希望的切片厚度，对该切片厚度进行设定从而进行拍摄。即，通过设定成所希望的切片厚度进行拍摄而得到的图像对于该医生来说是最佳的噪声量以及锐度的图像。
然而，专利文献1中记载的发明中，根据拍摄得到的数据来生成体数据，为与希望印刷于1张胶片的图像数(画格数)匹配，对体数据重设切片而生成图像，图像的切片厚度会依赖于想要印刷的画格数而变化，噪声量也会变化。因此，无法印刷用户想要的品质(噪声量以及边界的锐度)的图像，在想要通过胶片中印刷的图像进行诊断时，可能给解读带来障碍。
专利文献1：日本特开2007-105141号公报
技术实现要素：
本发明为了解决上述课题而制成，能够生成以所希望的排版对接近拍摄时的图像的噪声量的排版用图像进行分配后的排版。
为了实现上述目的，本发明所涉及的x射线ct装置具备拍摄控制部和排版图像制成部。拍摄控制部根据设定的拍摄用切片厚度拍摄被检体的多个断层图像。排版图像制成部以排版用切片厚度对从多个断层图像获得的体数据进行分割从而生成多个排版用图像，将得到的多个排版用图像进行排列，生成排版。排版图像制成部对构成排版用图像的图像实施图像处理，使排版用图像中含有的噪声量与拍摄控制部拍摄的断层图像的噪声量成为同等。
根据本发明，能够生成以所希望的排版对接近拍摄时的图像的噪声量的排版用图像进行分配后的排版。
附图说明
图1是第1实施方式的x射线ct装置的框图。
图2是表示图1的图像处理装置的硬件结构的框图。
图3的(a)～图3的(c)是说明第1实施方式的拍摄控制部120的处理的说明图、图3的(d)～图3的(f)是说明排版图像制成部121的处理的说明图。
图4是表示第1实施方式的拍摄控制部120以及排版图像制成部121的处理的流程图。
图5是表示第1实施方式的检查部位、检查协议、排版、画格数之间的关系的数据库的说明图。
图6是表示第1实施方式的gui图像的例子的图。
图7是在第1实施方式的扫描图图像中显示排版用图像的位置的图像的图。
图8是说明第1实施方式的噪声增减处理中使用的重建滤波器的图。
图9是说明第1实施方式的噪声减少处理中使用的逐次近似法的处理等级的图。
附图标记说明：
21cpu、22存储器、23数据存储装置、24网络适配器、25显示存储器、26图像显示装置、27外部输入装置、28网络、29图像数据库、30总线、101扫描架、102x射线管、103工作台、104x射线检测器、105x射线控制器、106扫描架控制器、107工作台控制器、108das(dataacquisitionsystem)、109图像处理装置、110成像仪、111重建运算器、120拍摄控制部、121排版图像制成部、130排版用图像、140诊断用图像、300排版、400体数据。
具体实施方式
以下，根据附图说明本发明所涉及的x射线ct装置的一实施方式。
如图1所示，本实施方式的x射线ct装置具备拍摄控制部120、排版图像制成部121。拍摄控制部120以设定的拍摄用切片厚度拍摄被检体的多个断层图像拍摄。排版图像制成部121以排版用切片厚度对从多个断层图像得到的体数据进行分割，从而生成多个排版用图像，生成将得到的多个排版用图像进行排列后的排版。排版图像制成部121对构成排版用图像的图像实施图像处理，以使排版用图像中含有的噪声量与拍摄控制部拍摄的断层图像的噪声量成为同等。由此，能够生成以所希望排版对接近于拍摄时的图像的噪声量的排版用图像进行分配后的排版。另外，此处所说的同等是指两者的噪声量的差异为某一阈值以下。
＜＜第1实施方式＞＞
图1是第1实施方式的x射线ct装置的结构图。该x射线ct装置具备：扫描架101，其内置有x射线管102以及x射线检测器104；工作台103，其配置于扫描架101的开口；x射线控制器105，其控制x射线的照射；扫描架控制器106，其控制扫描架101；工作台控制器107，其控制工作台103；das(dataacquisitionsystem：数据采集系统)108，其将入射到x射线检测器104的x射线的强度转换为电信号；重建运算器111，其接受在das108进行转换的电信号，且进行数据的修改以及图像重建；图像处理装置109，其存储重建运算器111制成的图像，或将图像显示于连接的显示装置(未图示)，或进行数据传送到成像仪110进行印刷。扫描架101还具有旋转板112，搭载并旋转该x射线管102以及x射线检测器104。
工作台103搭载被检体113，且配置于扫描架101的开口。x射线管102朝x射线检测器104照射x射线。x射线检测器104产生与透过被检体113的x射线的强度相对应的电信号。旋转板112使x射线管102和x射线检测器104在被检体113的周围旋转。
x射线管102以及旋转板112的动作被x射线控制器105和扫描架控制器106控制。x射线控制器105将电力信号以及x射线产生定时信号供给到x射线管102，扫描架控制器106对扫描架101上的结构要素(x射线管102以及x射线检测器104)的旋转速度以及位置进行控制。工作台103被工作台控制器107控制，对工作台103的移动速度以及位置进行控制。
入射到x射线检测器104的x射线被转换为电信号，且被das108转换为数字信号，作为数字数据被发送到图像处理装置109。重建运算器111从图像处理装置109获取数字数据，执行数据的修改以及图像重建。通过图像重建而制成的图像数据被输入并保存于图像处理装置109。图像数据被传送到与图像处理装置109连接的图像显示装置26(图2参照)或胶片成像器110等。胶片成像器110将图像印刷于医疗用胶片。
图像处理装置109具备拍摄控制部120和排版图像制成部121。拍摄控制部120控制x射线控制器105、扫描架控制器106、工作台控制器107以及das108的动作，在用户设定的拍摄条件下执行拍摄。另一方面，如图3的(f)所示，排版图像制成部121生成以用户希望的二维排列对用户希望的数量的图像(以下称为排版用图像)130进行排版(分配)而得的排版图像(以下称为排版300)。
图2是图像处理装置109的硬件结构图。图像处理装置109主要具备：cpu(centralprocessorunit)21、主存储器22、存储图像数据的数据存储装置23、对被检体113的图像数据进行临时存储的显示存储器25、网络适配器24以及将这些各结构要素连接的数据总线30。在显示存储器25中连接有图像显示装置26。另外，在cpu21中连接有外部输入装置27、用于操作图像显示装置26上的软开关的鼠标或触摸屏等指示设备、键盘等外部输入装置。在网络适配器24中连接有局域网、电话线、因特网等网络28。数据存储装置23可以是向磁盘等存储装置或可取出的外部介质进行数据的写入或读取的装置。图像处理装置109经由网络适配器24以及网络28与外部的图像数据库29连接。可以在上述结构之间收发图像数据。
cpu21对主存储器22中预先存储的程序进行读取并执行，由此通过软件实现拍摄控制部120和排版图像制成部121的功能。另外，可以通过asic(applicationspecificintegratedcircuit：专用集成电路)或fpga(field-programmablegatearray：现场可编程门阵列)等硬件实现拍摄控制部120和排版图像制成部121的一部分或者全部的功能。
图4是表示排版图像制成部121以及拍摄控制部120的动作的一例的流程图。使用图4，说明排版图像制成部121以及拍摄控制部120的动作。另外，在此虽然举例说明了以医用胶片作为介质印刷以所希望二维排列分配了多个排版用图像130的排版300，但是作为印刷的介质还可以使用纸，还可以不进行印刷而将分配了排版用图像130的排版300显示于图像上。
在数据存储部23中存储有数据库，该数据库表示用户预先注册的多个的检查协议以及多个检查部位中的至少一个(图5的例子中为两者)、排版用图像的数量(画格数)、排版(横向排列的图像数量×纵向排列的图像数量)300之间的关系，例如，如图5所示，以图表等形式进行存储。作为一例，在图5的数据库中，当检查部位为胸部且检查协议为“简单5mm”的名称时，由用户预先注册以横6×纵8排列48切片的排版用图像130，在检查部位为胸部且检查协议为“体检用(肺场、纵隔)5mm”时，由用户预先注册以横7×纵8排列56切片的排版用图像130等。另外，在主存储器22中预先存储有gui图像。gui图像包括区域61、62和区域63，该区域61、62接受用户的检查协议以及多个检查部位中的至少一个的选择，区域63显示与其对应的二维排列是哪种排版。
首先，拍摄控制部120经由外部输入装置27接收被检体的拍摄范围(图像制成范围)的大小、拍摄时的切片厚度、x射线管102的管电压或管电流等的拍摄条件的输入(步骤40)。
接着，排版图像制成部121接受决定排版300的条件的输入。即，排版图像制成部121从主存储器22读取图6的gui用图像，且显示于图像显示装置26，从用户接受在gui用图像上的检查部位61以及检查协议62的选择。排版图像制成部121若接受到检查部位61以及检查协议62的选择，则参照数据存储装置23内的数据库，读取与被选择的检查部位61以及检查协议62相对应的排版用图像130的数量(画格数)和其排版(横×纵)300，在gui用图像的区域63显示表示画格数和排版300的图像。具体而言，将用户选择的检查部位或者检查方法作为检索关键字，从数据库检索相应的记录，获取与检查部位或者检查方法相对应的排版300以及画格数。由此，排版图像制成部121能够获取用户设定的画格数(步骤41)。
接着，排版图像制成部121在图像显示装置26中进行显示以促使将被检体113搭载于工作台103且配置于扫描架101的开口(步骤42)。用户看到该显示，则将被检体113的拍摄部位配置于扫描架101的开口内。
接着，排版图像制成部121根据排版300中配置的排版用图像130的画格数算出排版用图像130的切片厚度。具体而言，将步骤40中设定的拍摄范围(＝图像制成范围)除以在步骤41中获取的画格数后的值作为排版用图像130的切片厚度。例如，如图6所示，当图像制成范围为300mm、排版300为二维排列4×5的20画格的情况下，排版图像130的切片厚度为300mm/20画格＝15mm。
接着，如图3的(a)所示，拍摄控制部120不使旋转板112旋转，而从被检体113的上方对被检体113照射x射线，x射线检测器104检测透过被检体113的x射线，从而在拍摄扫描图图像后，通过在步骤40中接受的切片厚度以及拍摄范围等拍摄条件对多个ct图像(断层图像)进行拍摄(步骤44)。以下，将通过步骤44的拍摄而得到的ct图像称为诊断用图像140。
如图7所示，在步骤44拍摄的扫描图图像中，可以一并显示步骤43中求出的排版用图像130的位置和拍摄范围(图像制成范围)。
在步骤43中求出的排版用图像130的切片厚度由于不同于诊断用图像140的切片厚度，因而两者的画质(噪声量以及边界的锐度)不同。在本实施方式中，为了使排版用图像130的画质与诊断用图像140的画质匹配，因而在步骤45中，排版图像制成部121求出诊断用图像140的噪声量。具体而言，排版图像制成部121读取各切片的诊断用图像140，按诊断用图像140求出像素值的标准偏差(sd)且作为图像噪声量。将求出的每个诊断用图像140的图像噪声量的任意一个或者平均值作为诊断用图像140的噪声量sdd。
接着，进入步骤46，排版图像制成部121推定步骤43中求出的切片厚度的排版用图像130的噪声量。在此，基于诊断用图像140的噪声量、诊断用图像140的图像切片厚度、排版用图像130的切片厚度求出排版用图像130的噪声量。具体而言，由以下的式(1)算出。
【数式1】
在此，sdl为排版用图像的图像噪声量、sdd为诊断用图像140的图像噪声量、tl为排版用图像130的切片厚度、td为诊断用图像140的切片厚度。诊断用图像140的噪声量sdd使用步骤45中求出的值。排版300中配置的排版用图像130的切片厚度tl使用步骤43中求出的值。诊断用图像140的切片厚度使用步骤40中用户设定的作为拍摄条件的值。
接着，进入步骤47，排版图像制成部121为了使排版用图像130的噪声量与步骤45求出的诊断用图像140的噪声量成为同等而决定排版用图像130的图像处理方法。处理方法为通过在步骤46推定的排版用图像130的噪声量减去步骤45中求出的诊断用图像140的噪声量而得的值来进行判别。该减法运算而得的值为正值、即排版300中配置的排版用图像130的噪声量大于诊断用图像140的噪声量时，为了使排版300中配置的排版用图像130的画质接近于诊断用图像140的画质，而对排版用图像130实施减少噪声的处理。另一方面，减法运算而得的值为负值、即排版300中配置的排版用图像130的噪声量小于诊断用图像140的噪声量时，对排版用图像130实施附加(增大)噪声的处理。
排版图像制成部121使用公知的方法作为增减图像噪声量的处理。例如，可以使用重建滤波器作为增减图像噪声的处理中的1个。重建滤波器是进行改变图像的频率分量的工作的滤波器，通过将用于使高频分量截止的重建滤波器适用于排版用图像130，能够使图像中的像素值的变化变平滑，减少图像噪声。相反，通过将用于使低周波分量截止的重建滤波器适用于排版用图像130，能够强调图像中的像素值的变化，从而能够增加图像噪声。将该重建滤波器按照检查部位，与多个种类的噪声增减程度相对应地分别来准备并预先存储于数据存储装置23等，排版图像制成部121根据排版用图像130的噪声量和诊断用图像140的噪声量的差值来选择该重建滤波器。
具体而言，例如如图8所示，将某一重建滤波器作为基准(标准)准备图像噪声的比率不同的多个重建滤波器，并预先存储于数据存储装置23等。排版图像制成部121求出排版用图像130的噪声量和诊断用图像140的噪声量之比，决定与该比率相符合的重建滤波器。例如，在排版用图像130的噪声量为35.3、诊断用图像140的噪声量为50.0的情况下，减法运算值为35.3-50.0＝-14.7，所选择的处理为增加排版用图像130的噪声量的处理。排版用图像130的噪声量与诊断用图像140的噪声量之比为50/35.3＝1.4，参照与重建滤波器相关联的噪声比率，选择比率最接近的重建滤波器，在此选择“尖锐2”。“尖锐2”的重建滤波器由于将噪声量设为标准的1.4倍，因而若对排版用图像130实施该过滤器则能够设置成与诊断用图像140同等的噪声量。
接着，进入步骤48，排版图像制成部121生成排版用图像130，通过步骤47决定的图像处理方法进行处理，由此来调整噪声量。具体而言，排版图像制成部121根据步骤44拍摄的多个切片的诊断用图像140(图3的(a)、(b))生成体数据400(图3的(c))，以步骤43中算出的排版300中配置的排版用图像130的切片厚度将该体数据400进行分割，由此生成排版300中配置的排版用图像130(图3的(d)、(e))。排版图像制成部121分别对排版用图像130适用步骤47决定的图像处理来调整噪声量。排版图像制成部121根据步骤41设定的排版300对制成的排版用图像130进行配置，由此能够将用户所希望的数量的排版用图像130以用户所希望的二维排列进行分配而生成排版300(图3的(f))。排版图像制成部121将分配有排版用图像130的排版300显示于图像显示装置26并且传送到成像仪110，在胶片中印刷。另外，根据需要存储于数据存储装置23或图像数据库29。
如此，根据本实施方式，由于构成排版300的排版用图像130的噪声量被调整为与以用户想要的拍摄条件拍摄的诊断用图像140同等的噪声量，因而用户或医生能够相同地解读排版300的排版用图像130和诊断用图像140。
在上述的步骤48中，作为增减排版用图像130的噪声量的处理方法，还可以使用重建滤波器以外的处理方法。例如，作为减少噪声的处理方法，还可以使用利用逐次近似法得出的方法。该噪声减少处理可以通过调整处理的强度将噪声减少率设定成多个阶段。例如如图9所示，根据噪声减少的程度预先准备几个阶段的等级，与重建滤波器相同地，排版图像制成部121求出排版用图像130的噪声量和诊断用图像140的噪声量之比(其中噪声减少，因此比率的计算若使用上述例子的值则为35.3/50＝0.70)，选择与求出的比率接近的噪声减少程度的噪声减少处理。在图9的例子中，最接近排版用图像130的噪声量和诊断用图像140的噪声量之比的噪声减少处理的程度为“等级4”，因而将该“等级4”的噪声减少处理适用于排版用图像130。
＜＜第2实施方式＞＞
对第2实施方式的x射线ct装置进行说明。
在第1实施方式中是在图4的步骤45中通过实测来获取诊断用图像140的噪声量，但是在第2实施方式中，基于扫描图图像，通过运算来推定诊断用图像140的噪声量。具体而言，在图4的步骤45中，排版图像制成部121对于步骤44拍摄的扫描图图像在体轴方向的各位置取得扫描图图像的特征，通过已知的手法(例如日本特许第5254252号中记载的方法)将特征转换为三维水模型。并且，将在步骤40中设定的x射线管电流、切片厚度以及重建滤波器适用于该水模型，生成图像，将生成的图像的标准方差(sd)作为噪声量算出。在步骤46中，排版图像制成部121使用上述步骤45推定求出的诊断用图像140的噪声量来决定排版图像的处理方法。其他的处理与第1实施方式相同。
如此，通过基于扫描图图像进行推定，求出诊断用图像140的噪声量，从而在进行诊断用图像的拍摄前，能够决定步骤47的排版用图像130的处理方法。因此，步骤44的诊断用图像140的拍摄只要在步骤48之前即可，在何时进行都行，因而拍摄时间的自由度变高。
另外，在第1及第2实施方式中，还可以将步骤43算出的排版用图像130的切片厚度设定为拍摄时的切片厚度。