医疗用x 射线测量装置及检测值列处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种医疗用X射线测量装置，尤其是涉及一种相对于检测值列的像素列的设定。
【背景技术】
[0002]作为医疗用X射线测量装置，已知X射线组织诊断装置、X射线摄影装置、X射线CT(Computed Tomography:计算机断层扫描)装置等。在下文中，列举出作为X射线组织诊断装置的一种的骨密度(bone density)测量装置，并对其进行说明。
[0003]一般，骨密度测量装置为，基于双能X射线吸收法(dual-energy x-rayabsorpt1metry (DEXA)法),对被测体内的骨骼的骨密度进行测定及运算的装置(参照日本特许第4980862号公报以及日本特开2012-192118号公报)。在骨密度测量装置中，例如，笔形射束(pencil-beam)状的X射线机械地进行二维扫描，与此同时对透过了被测体的X射线进行检测。更详细而言，在实施射束扫描的同时交替地照射低能量X射线及高能量X射线，并由此取得在机械扫描方向上交替排列的低能量X射线检测值(以下，称为“L检测值”)以及高能量X射线检测值(以下，称为“H检测值”)。
[0004]在现有的骨密度测量装置中，相对于由多个L检测值及多个H检测值构成的二维检测值阵列，而固定地设定有二维像素阵列。即，一直以来，照射序列不管对象骨骼的位置及形状而固定的。构成像素阵列的各个像素由先被取得的L检测值以及之后被取得的H检测值构成，或者，由先被取得的H检测值以及之后被取得的L检测值构成。以像素为单位，并基于构成该像素单位的L检测值及H检测值而对骨密度(每单位面积内的骨盐量)进行运算。一直以来，在骨密度测量装置中，存在照射具有二维发散的扇形射束(fan-beam)或具有三维发散的锥形射束(con-beam)的装置。
【发明内容】
[0005]发明所要解决的课题
[0006]在现有的骨密度测量装置中，如上文所述，各个像素由先被取得的L检测值(或H检测值)以及之后被取得的H检测值(或L检测值)构成。在每个像素内，两个检测值的取得坐标严格而言相互不一致。虽然也取决于机械扫描速度或能量切换周期，但在这些坐标之间存在固定的差。这是由于，当在像素内部包括骨骼和软组织之间的边界的情况下，关于该像素而被运算出的骨密度或基于骨密度而被判断出的组织类别可能会成为不正确的值。为了避免该问题，而当将骨骼区域内的边界(轮廓)附近的像素一律从运算对象中剔除时，骨密度运算范围将会缩小。即，能够利用于计测的有效像素数将会减少。由于老鼠或耗子等的小动物的骨骼非常小，因此在相对于它们而设定运算范围时，虽然存在希望尽可能地扩大其运算范围的请求，但是上述的一律剔除将会招致与这种要求相反的结果。
[0007]—般，现有的骨密度测量装置具有如下功能，S卩，基于骨密度像素或骨密度分布而自动地对骨骼区域的轮廓、即骨骼和软组织的边界进行判断的功能。但是，该判断是以像素设为最小单元的判断。因此，要求提高边界判断的分辨率。即使在骨密度测量装置以外的医疗用X射线测量装置中，也要求提高边界判断的分辨率。
[0008]另外，在日本特开2012-192118号公报中，公开了一种能够对以像素为单位而被求出的相当于L检测值及H检测值的信息进行显示的骨密度测量装置(参照该文献的图2及图3)。然而，在该文献中并未公开以检测值为单位或以半个像素为单位的边界判断。此夕卜，也没有记载关于根据边界而在事后对像素列或像素阵列进行适当地设定的情况。
[0009]本发明的目的在于，在医疗用X射线测量装置中，能够相对于检测值列而适当地对像素列(多个运算用检测值对)进行设定。或者，能够增多属于关注组织的有效像素数。
[0010]用于解决课题的方法
[0011]本发明所涉及的医疗用X射线测量装置的特征在于，包括:取得单元，其通过对X射线能量进行转换的同时使透过被测体的X射线射束进行扫描，从而取得由在射束扫描方向上交替地被排列的多个低能量X射线检测值及多个高能量X射线检测值构成的检测值列；设定单元，其相对于所述检测值列，而对从包括第一像素列模式及第二像素列模式在内的像素列模式组中被选出的像素列模式进行设定；运算单元，其针对应用了特定的所述像素列模式的像素列中的每个像素，基于构成该像素的检测值对而对运算值进行运算，构成所述第一像素列模式中的各个像素的检测值对，由在所述射束扫描方向上先存在的低能量检测值和存在于其紧后的高能量检测值构成，构成所述第二像素列模式中的各个像素的检测值对，由在所述射束扫描方向上先存在的高能量检测值和存在于其紧后的低能量检测值构成。优选为，所述第一像素列模式与所述第二像素列模式处于在所述射束扫描方向上错开了半个像素量的关系。
[0012]通过上述结构，通过相对于被测体的X射线射束的扫描而取得检测值列。X射束优选为扇形射束。也可以使笔形射束或锥形射束进行扫描。检测值列由在射束扫描方向上交替地排列的多个低能量X射线检测值及多个高能量X射线检测值构成。虽然在现有的技术中，相对于检测值列而固定地设定有对骨密度等进行运算的检测值对(像素)，但是通过上述结构，能够适当地对检测值对(像素)进行设定。即，能够根据状况，而从包括第一像素列模式及第二像素列模式在内的多个像素列模式之中，选出某一个像素列模式。例如，优选为，以使属于关注组织内的有效像素数进一步增多的方式对像素列模式进行选择。无论采用哪种方式，通过事后对像素列模式的设定，从而能够解除或减轻因统一的像素列模式的设定而产生的问题。虽然像素列模式组可以由第一像素列模式与第二像素列模式这两者构成，但也可以以还包括第三像素列模式等的方式而构成。第三像素列模式也可以是例如具有对第一像素列模式和第二像素列模式进行了合并的两倍的分辨率的模式。
[0013]上述的各个检测值可以是表示检测强度的值、表示衰减量的值和其他的值。虽然运算值优选为骨密度，但也可以是表示脂肪量的值和其他的值。另外，也可以采用如下的方式，即，通过相对于检测值列而应用第一像素列模式从而构成一维图像，与此同时，通过相对于相同的检测值列而应用第二像素模式从而构成其他的一维图像，并对两者进行比较并评价。
[0014]优选为，所述设定单元基于关注组织的轮廓而对应用于所述检测值列的像素列模式进行选择。关注组织的轮廓(边界)通过例如对检测值列进行分析而被特定。也可以基于其他的图像来特定关注组织的轮廓。此外，也可以手动指定该轮廓。如果关注组织的轮廓被特定，则以此作为基准而能够对关注组织内设定更多的像素。也可以采用如下方式，即，在基于检测值列而对边界进行判断的情况下，不是以像素为单位而是以检测值为单位而对组织类别进行判断，并且在特定了组织类别的转换的情况下，根据该情况而判断为边界。通过该方法，与以像素为单位来实施边界判断的情况相比可使判断分辨率提高两倍。
[0015]优选为，包括判断单元，所述判断单元相对于所述检测值列而设定多个相邻检测值对，并针对每个相邻检测值对而对所述关注组织的有无轮廓进行判断，所述判断单元包括:第一判断单元，其基于所述相邻检测值对中的低能量X射线检测值而对组织类别进行判断；第二判断单元，其基于所述相邻检测值对中的高能量X射线检测值而对组织类别进行判断；综合判断单元，其基于对于所述相邻检测值对的所述第一判断单元的判断结果以及所述第二判断单元的判断结果，而对所述关注组织有无轮廓进行判断。优选为，使第一判断单元的判断结果与第二判断单元的判断结果进行对比，并根据两者的不一致而特定为边界存在。
[0016]优选为，所述取得单元包括:X射线发生单元，其被设置在所述被测体的一侧，并发生在X方向上被进行扫描且在Y方向上扩展的X射线扇形射束；x射线检测单元，其被设置在所述被测体的另一侧，并对透过了所述被测体的X射线扇形射束进行检测，通过所述X射线扇形射束的扫描而构成由在所述Y方向上排列的多个检测值列形成的二维检测值阵列，所述设定单元针对每个所述检测值列而独立地对应用于每个所述检测值列的像素列模式进行选择。根据该结构，由于能够以检测列为单元来选择像素模式，因此能够增多属于关注像素的有效像素的个数。
[0017]优选为，所述运算单元包括:运算部，其生成与所述二维检测值阵列对应的二维运算值阵列；插补值处理部，其通过对所述二维运算值阵列进行插补值处理，从而生成构成显示图像的像素阵列。优选为，所述关注组织为骨骼，所述运算值为骨密度。
[0018]本发明所涉及的像素列处理方法为，对通过对X射线能量进行转换的同时使透过被测体的X射线射束进行扫描而被取得的检测值列进行处理的方法，所述检测值列处理方法的特征在于，所述检测值列由在射束扫描方向上交替地被排列的多个低能量X射线检测值及多个高能量X射线检测值构成，该方法包括:设定工序，相对于所述检测值列，而对从包括第一像素列模式及第二像素列模式在内的像素列模式组中被选出的像素列模式进行设定；运算工序，针对应用了特定的所述像素列模式的像素列中的每个像素，基于构成该像素的检测值对而对运算值进行运算，构成所述第一像素列模式中的各个像素的检测值对，由在所述射束扫描方向上先存在的低能量检测值和存在于其紧后的高能量检测值构成，构成所述第二像素列模式中的各个像素的检测值对，由在所述射束扫描方向上先存在的高能量检测值和存在于其紧后的低能量检测值构成。该方法能够作为程序的功能来实现，在该情况下，程序经由存储介质或网络而被安装于信息处理装置中。
【附图说明】
[0019]图1为表示骨密度测量装置的第一示例的图。
[0020]图2为表示相对于二维检测值阵列而被设定的二维像素阵列的图。
[0021]图3为用于对扇形射束的机械扫描进行说明的图。
[0022]图4为用于对笔形射束的机械扫描进行说明的图。
[0023]图5为表示边界判断方法的第一示例的图。
[0024]图6为表示图5所示的边界判断方法中的判断条件的图。
[0025]图7为表示边界判断方法的第二示例的图。
[0026]图8为表示图7所示的边界判断方法中的判断条件的图。
[0027]图9为表示像素列设定的第一示例的图。
[0028]图10为表示像素列设定的第二示例的图。
[0029]图11为表示像素列设定的第三示例的图。
[0030]图12为表示像素列设定的第四示例的图。
[0031]图13为表示作为比较例的二维像素阵列的图。
[0032]图14为表示根据边界而适当地被设定的二维像素阵列的图。
[0033]图15为用于对相对于二维像素阵列的插补值处理及再取样处理进行说明的图。
[0034]图16为用于对基于后侧的边界的像素阵列的设定进行说明的图。
[0035]图17为用于对基于前侧的边界及后侧的边界的像素阵列的设定进行说明的图。
[0036]图18为表示骨密度测量装置的第二示例的图。
[0037]图19为用于对预扫描(pre-scan)进行说明的图。
[0038]图20为表示基于预扫描结果的二维像素阵列的第一设定例的图。
[0039]图21为表示基于预扫描结果的二维像素阵列的第二设定例的图。
[0040]图22为表示基于预扫描结果的二维像素阵列的第三设定例的图。
[0041]图23为表示基于预扫描结果的二维像素阵列的第四设定例的图。
[0042]图24为表示滤光器的具体示例的图。
[0043]图25为用于对主扫描进行说明的图。
[0044]图26为表示周期可变型的照射序列的一个示例的图。
[0045]图27为表示骨密度测量装置的第三示例的图。
[0046]图28为表示前处理部的