X射线ct装置、图像处理装置以及图像处理方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施方式涉及X射线CT装置、图像处理装置以及图像处理方法。
【背景技术】
[0002]近年来，正在开发使用光子计数方式的检测器来进行光子计数CT(CompUtedTomography)的X射线CT装置。与在以往的X射线CT装置中使用的积分型的检测器不同，光子计数方式的检测器输出对由来于透过了被检体的X射线的光子能够分别进行计数的信号。因此，在光子计数CT中，能够重建SN比(Signal per Noise)高的X射线CT图像。
[0003]另外，光子计数方式的检测器所输出的信号能够用于测量(鉴别)所计数的各个光子的能量。因此，在光子计数CT中，能够将通过由I种管电压照射X射线而收集到的数据分成多个能量分量进行图像化。例如，在光子计数CT中，可生成能够利用K吸收限的不同来鉴定物质的图像。作为该物质，可列举造影剂、能够特殊地标记组织的化学标记物质等。
[0004]这样，在光子计数CT中，通过将各个光子(辐射量子)分成能量分量来进行鉴别，可生成能够鉴定所关注的物质的图像。但是，如果细致地实施能量鉴别，则数据量变得巨大，数据的传送时间、重建时间增大。另一方面，如果粗略地实施能量鉴别，则不能得到所关注的物质的鉴定所需的数据。
[0005]专利文献1:日本特开2012-34901号公报
【发明内容】
[0006]本发明要解决的问题在于，提供一种能够确保操作者所关注的物质的图像化所需的数据，并且能够削减用于进行图像化的数据量的X射线CT装置、图像处理装置以及图像处理方法。
[0007]实施方式的X射线CT装置具备收集部、控制部、以及图像重建部。收集部对由来于透过了被检体的X射线的光子进行计数，将对该计数的光子的能量进行了鉴别的结果作为计数结果来收集。控制部对上述收集部通知根据由操作者指定的物质的X射线吸收特性而设定的能量分割集合(set)。图像重建部接收上述收集部分别对按照上述能量分割集合而设定的多个能量鉴别域分配计数值而收集到的计数结果，使用接收到的计数结果来重建图像数据。
【附图说明】
[0008]图1是表示第I实施方式所涉及的X射线CT装置的构成例的图。
[0009]图2是用于说明第I实施方式所涉及的检测器的一个例子的图。
[0010]图3是用于说明K吸收限的图。
[0011]图4A是用于说明现有技术的问题的图(I)。
[0012]图4B是用于说明现有技术的问题的图(2)。
[0013]图5A是表示图1所示的数据库所存储的数据结构的一个例子的图(I)。
[0014]图5B是表示图1所示的数据库所存储的数据结构的一个例子的图(2)。
[0015]图6是用于说明第I实施方式所涉及的控制部根据第I设定法进行的控制处理的图⑴。
[0016]图7是用于说明第I实施方式所涉及的控制部根据第I设定法进行的控制处理的图⑵。
[0017]图8是用于说明第I实施方式所涉及的控制部根据第I设定法进行的控制处理的图⑶。
[0018]图9是用于说明第I实施方式所涉及的控制部在被指定了多个物质时进行的控制处理的图。
[0019]图10是表示第I实施方式所涉及的控制部进行的第2设定法的一个例子的图⑴。
[0020]图1lA是表示第I实施方式所涉及的控制部进行的第2设定法的一个例子的图⑵。
[0021]图1lB是表示第I实施方式所涉及的控制部进行的第2设定法的一个例子的图⑶。
[0022]图12是表示第I实施方式所涉及的控制部进行的第3设定法的一个例子的图。
[0023]图13A是表示第I实施方式所涉及的⑶I的一个例子的图⑴。
[0024]图13B是表示第I实施方式所涉及的⑶I的一个例子的图⑵。
[0025]图13C是表示第I实施方式所涉及的⑶I的一个例子的图(3)。
[0026]图13D是表示第I实施方式所涉及的⑶I的一个例子的图(4)。
[0027]图14是表不第I实施方式所涉及的GUI的一个例子的图(5)。
[0028]图15是用于说明第I实施方式所涉及的X射线CT装置的处理的一个例子的流程图。
[0029]图16是表示图1所示的检测器以及收集部的第I构成例的图。
[0030]图17是表示图1所示的检测器以及收集部的第2构成例的图。
[0031]图18是表示图1所示的检测器以及收集部的第3构成例的图。
【具体实施方式】
[0032]以下，参照附图，详细说明X射线CT装置的实施方式。
[0033]以下的实施方式中说明的X射线CT装置是能够执行光子计数CT的装置。S卩，以下的实施方式中说明的X射线CT装置不是以往的积分型(电流模式测量方式)的检测器，而是通过使用光子计数方式的检测器来对透过了被检体的X射线进行计数，从而能够重建SN比高的X射线CT图像数据的装置。
[0034]在光子计数CT中，通过对光子的数进行计数来测量光(X射线)量。单位时间的光子数越多，则成为越强的光(X射线)。另外，各个光子具有不同的能量，但在光子计数CT中，通过进行光子的能量测量，能够得到X射线的能量分量的信息。即，在光子计数CT中，能够将通过以一种管电压照射X射线而收集到的数据分成多个能量分量来进行图像化。
[0035]在此，作为物质固有的能量分量，有吸收限。吸收限(K吸收限、L吸收限)的能量由与吸收原子激发的壳层电子的量子数以及价电子带的电子配置来决定。例如，在光子计数CT中，可得到能够利用K吸收限的不同来鉴定物质的图像数据。
[0036](第I实施方式)
[0037]首先，针对第I实施方式所涉及的X射线CT装置的结构进行说明。图1是表示第I实施方式所涉及的X射线CT装置的构成例的图。如图1所示，第I实施方式所涉及的X射线CT装置具有架台装置10、床装置20、以及控制台装置30。
[0038]架台装置10是对被检体P照射X射线，并对透过了被检体P的X射线进行计数的装置，具有高电压发生部ll、x射线管12、检测器13、收集部14、旋转架15、以及架台驱动部16。
[0039]旋转架15是以隔着被检体P使X射线管12和检测器13对置的方式进行支承，通过后述的架台驱动部16在以被检体P为中心的圆形轨道上高速旋转的圆环状的架。
[0040]X射线管12是通过后述的高电压发生部11所供给的高电压向被检体P照射X射线束的真空管，随着旋转架15的旋转，对被检体P照射X射线束。
[0041]高电压发生部11是向X射线管12供给高电压的装置，X射线管12使用由高电压发生部11供给的高电压来产生X射线。即，高电压发生部11通过调整向X射线管12供给的管电压或管电流，来调整对被检体P照射的X射线量。
[0042]架台驱动部16通过旋转驱动旋转架15而在以被检体P为中心的圆形轨道上使X射线管12和检测器13旋转。
[0043]检测器13具有用于对由来于透过了被检体P的X射线的光进行计数的多个检测元件。列举一个例子，第I实施方式所涉及的检测器13所具有的各检测元件是碲化镉类的半导体。g卩，第I实施方式所涉及的检测器13是将入射的X射线直接转换成光，并对由来于X射线的光进行计数的直接转换型的半导体检测器。
[0044]图2是用于说明第I实施方式所涉及的检测器的一个例子的图。例如，第I实施方式所涉及的检测器13如图2所示，是将由碲化镉构成的检测元件131在信道方向(图1中的Y轴方向)配置了 N列、在体轴方向(图1中的Z轴方向)配置了 M列的面检测器。当光子入射时，检测元件131输出I个脉冲的电气信号。通过鉴别检测元件131所输出的各个脉冲，能够对由来于入射至检测元件131的X射线的光子(X射线光子)的数进行计数。另外，通过进行基于各个脉冲的强度的运算处理，能够测量所计数的光子的能量。
[0045]此外，以下针对检测器13是直接转换型的半导体检测器的情况进行说明，但第I实施方式例如也能够应用于将由闪烁体和光电倍增管构成的间接转换型的检测器作为检测器13来使用的情况。
[0046]收集部14收集作为使用了检测器13的输出信号的计数处理的结果的计数结果。收集部14对由来于从X射线管12照射并透过了被检体P的X射线的光子(X射线光子)进行计数，将鉴别出该计数了的光子的能量的结果作为计数结果来收集。而且，收集部14将计数结果向控制台装置30发送。
[0047]具体而言，收集部14将鉴别检测元件131所输出的各脉冲并计数了的X射线光子的入射位置(检测位置)和该X射线光子的能量值作为计数结果，按X射线管12的每个相位(管球相位)进行收集。收集部14例如将输出了计数所使用的脉冲的检测元件131的位置作为入射位置。另外，收集部14例如根据脉冲的峰值和系统固有的响应函数来运算能量值。或者，收集部14例如通过对脉冲的强度进行积分来运算能量值。收集部14将运算出的能量值(E)分配给多个能量鉴别域。
[0048]本实施方式所涉及的收集部14例如使用比较器(比较仪)，将运算出的能量值分配给多个能量鉴别域。多个能量鉴别域成为收集部14为了对能量的值进行鉴别并分配为规定的粒度的能量范围，而使用阈值设定的能量分割集合。
[0049]例如，收集部14所收集的计数结果成为“在管球相位“αI”中，在入射位置“PU”的检测元件131中，能量鉴别域“El < E彡Ε2”的光子的计数值为“NI”，能量鉴别域“Ε2< E < Ε3”的光子的计数值为“Ν2””等信息。或者，收集部14所收集的计数结果成为在“管球相位“ α I”中，在入射位置“Ρ11”的检测元件131中，能量鉴别域“El < E < Ε2”的光子的单位时间的计数值为“nl”，能量鉴别域“E2 < E ( E3”的光子的单位时间的计数值为“n2””等信息。
[0050]床装置20是载置被检体P的装置，具有顶板22和床驱动装置21。顶板22是载置被检体P的板，床驱动装置21将顶板22向Z轴方向移动，使被检体P移动到旋转架15内。
[0051]其中，架台装置10例如执行一边使顶板22移动一边使旋转架15旋转来以螺旋状对被检体P进行扫描的螺旋扫