断层合成摄像的控制装置、摄像装置、摄像系统、控制方法和使计算机执行该控制方法的程序的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于断层合成摄像的控制装置、摄像装置、摄像系统、控制方法和用于使计算机执行该控制方法的程序，其中该断层合成摄像用于拍摄多个帧的投影图像并且根据这多个投影图像获得断层合成图像。
【背景技术】
[0002]在断层合成摄像中，X射线生成装置在移动的同时利用X射线以不同的角度照射被检者并且X射线检测器检测透过被摄体的X射线，由此使得能够连续地拍摄具有不同摄像角度的多个帧的投影图像。所拍摄到的多个帧的投影图像以这些投影图像的预先设置的中心位置彼此一致的方式发生偏移，从而使相应的像素彼此重叠，由此实现作为被检者的特定截面的断层图像的断层合成图像的重建(专利文献1)。在断层合成摄像中，由于照射角的限制，因此经常使用沿着X射线检测器的检测面的断层图像、例如冠状图像。
[0003]另外，CT(Computed Tomography，计算机断层成像)具有用于生成并显示诸如冠状图像、矢状图像、轴向图像和倾斜图像等的多个截面的图像的功能(专利文献2)。
_4] 现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2000-46760
[0007]专利文献2:日本特开2005-300438
【发明内容】
_8]发明要解决的问题
[0009]然而，在断层合成摄像中，照射角的限制或者由于诸如摄像中断等的原因所引起的投影图像的数量不足可能会对特别是沿着X射线检测器的检测面的断层图像(在上述示例中为与冠状图像交叉的截面的图像)的质量产生大的影响。
_0] 用于解决问题的方案
[0011]因此，根据本发明的实施例的一种断层合成摄像的控制装置，所述断层合成摄像用于通过使用X射线生成单元和X射线检测单元，根据利用X射线从多个不同角度照射被摄体所拍摄到的多个投影图像来获得断层图像，所述控制装置包括:图像处理部件，用于基于所拍摄到的投影图像来生成沿着与所述X射线检测单元的检测面交叉的平面的二维断层图像；以及显示控制部件，用于根据分别拍摄所述多个投影图像中的各投影头像时的所述X射线生成单元相对于所述检测器的照射方向，来控制所述二维断层图像的显示。
_2]发明的效果
[0013]以上述方式，能够基于通过断层合成摄像所获得的投影图像来生成沿着与X射线检测单元的检测面交叉的平面的二维断层图像的装置限制了可能会对图像质量产生大的影响的二维断层图像的显示，这样使由于显示质量低的断层图像而导致发生误诊断的可能性降低。
【附图说明】
[0014]图1是根据本发明实施例的X射线摄像系统的结构图。
[0015]图2是根据本发明实施例的断层合成摄像的系统结构图。
[0016]图3是示出在断层合成摄像期间所获取到的位置信息的图。
[0017]图4是根据本发明实施例的摄像控制单元的结构图。
[0018]图5是根据本发明实施例的摄像控制单元的硬件结构图。
[0019]图6是示出根据本发明实施例的、在断层合成摄像期间从检查开始起直到结束为止的处理流程的流程图。
[0020]图7是示出根据本发明实施例的、从检查结束起直到图像输出完成为止的处理流程的流程图。
[0021]图8是示出根据本发明实施例的患者信息输入画面的图。
[0022]图9是示出根据本发明实施例的摄像技术选择画面的图。
[0023]图10是示出根据本发明实施例的摄像画面的图。
[0024]图11是示出根据本发明实施例的重建画面的图。
[0025]图12是示出根据本发明实施例的重建画面上的倾斜截面显示画面的图。
[0026]图13是示出根据本发明实施例的、从针对投影图像的照射开始起直到显示重建画面为止的处理流程的流程图。
[0027]图14(a)是示出根据本发明实施例的在不存在位置信息的通知的情况下的摄像画面的图。图14(b)是示出根据本发明实施例的在摄像在小于0°的状态下中断的情况下的摄像画面的图。
[0028]图15是示出根据本发明实施例的、在摄像在0°以上的状态下中断的情况下的重建画面的图。
[0029]图16是示出根据实施例的投影图像的投影角度和倾斜截面之间的示例关系的图。
【具体实施方式】
[0030]以下将参考图1?16来说明根据本发明实施例的X射线摄像系统的结构和操作。
[0031]图1示出根据本发明实施例的X射线摄像系统的结构。X射线摄像系统101包括X射线生成单元102、移动机构1061、柱1062、X射线照射开关103、X射线控制单元104、摄像台105、X射线检测器106、摄像控制装置107、操作单元108和显示单元109。特别地，X射线检测器106和摄像控制装置107整体用作X射线摄像装置。特别地，X射线生成单元102和X射线控制单元104整体用作X射线生成装置。移动机构1061、柱1062和移动机构控制单元1063整体用作摄像系统保持装置。如这里所使用的，术语摄像系统用于包括X射线生成装置和X射线摄像装置、即X射线生成单元102和X射线检测器106。可以将X射线生成装置和摄像系统保持单元整体称为X射线生成装置。
[0032]X射线生成单元102进行X射线照射。此外，X射线生成单元102根据X射线照射来将诸如管电压和管电流等的摄像实施条件以及诸如摄像角度和X射线源移动距离等的位置信息发送至X射线控制单元104。此外，X射线生成单元102从X射线控制单元104接收默认摄像条件和默认位置信息，并且进行摄像准备处理。
[0033]移动机构1061例如能够使X射线检测器106在被摄体的体轴方向上直线地移动。柱1062包括可移动地支撑X射线生成单元102的移动机构，并且能够使X射线生成单元102在被摄体的体轴方向上沿着弧移动。
[0034]移动机构控制单元1063控制柱1062和X射线检测器的移动机构1061的移动。移动机构控制单元1063能够使移动机构1061和柱1062彼此连动地移动。这里，移动机构1061和柱1062彼此连动地移动，X射线生成单元102在第一方向上移动，并且X射线检测器106在与第一方向相反的方向上移动，由此提供用于从多个方向获得投影图像的断层合成摄像的实现。
[0035]此外，移动机构控制单元1063连接至X射线控制单元104。移动机构控制单元1063接收与X射线照射的时刻有关的信息，并且将该时刻的与X射线生成单元102和X射线检测器106有关的位置信息输出至X射线控制单元104。例如，在间歇地照射脉冲状的X射线的情况下，输出脉冲状的X射线的照射开始、照射结束或照射期间的某个时刻的与X射线生成单元102和X射线检测器106有关的位置信息。
[0036]X射线照射开关103将照射开始通知和照射结束通知发送至X射线控制单元104。在由操作者按下的情况下，X射线照射开关103发送照射开始通知。在由操作者释放的情况下，X射线照射开关103发送照射结束通知。在正按下X射线照射开关103的情况下，在X射线生成单元102和X射线检测器106移动的同时拍摄一系列的投影图像。在拍摄一系列的投影图像期间，例如，X射线生成单元102在正在-30度?+30度的范围内移动的同时进行X射线照射。在这种情况下，如果在该范围的中途在到达+10度的角度时停止X射线照射开关103的按下，则投影图像的拍摄中断。注意，在柱1062沿垂直方向延伸的状态下0度位置成立。
[0037]X射线控制单元104连接至X射线生成单元102、X射线照射开关103和摄像控制装置107。X射线控制单元104控制X射线照射的开始和结束，并且发送摄像实施条件和位置信息。此外，X射线控制单元104从摄像控制装置107接收摄像条件和位置信息，并且向X射线生成单元102通知这些摄像条件和位置信息。
[0038]摄像台105是放置有被摄体的支座。在该台的顶板的正下方设置有使X射线检测器106在沿着该顶板的方向移动的X射线检测器的移动机构1061。
[0039]X射线检测器106包括具有配置成矩阵的多个光电转换元件的X射线传感器。X射线检测器106检测透过被摄体的X射线，并且将这些X射线转换成X射线图像数据。多个光电转换元件的离散的二维平面阵列定义了 X射线检测区域和X射线检测面。X射线检测面在沿着X射线检测器106的表面的方向上延伸，并且期望与上表面大致平行。X射线检测器106被配置成与摄像台的顶板大致平行。另外，X射线检测器以与顶板大致平行的方式移动，因此X射线检测器106沿着X射线检测面移动。这里，“大致”是指对于摄像而言并不要求完全的平行性，并且例如可容许约几度的误差。
[0040]X射线检测器106还连接至摄像控制装置107，并且将X射线图像数据连同诸如扫描区域和合并大小等的摄像实施信息以及诸如X射线检测器移动距离等的位置信息一起发送至摄像控制装置107。此外，X射线检测器106从摄像控制装置107接收默认位置信息，并且进行摄像准备处理。通过使用经由连接至摄像控制装置107的线缆的有线通信或者通过使用无线通信来进行X射线图像数据以及摄像实施和位置信息的发送。摄像控制装置107可被配置为经由移动机构控制单元1063从X射线控制单元104接收与X射线检测器106有关的位置信息。
[0041]摄像控制装置107是整体控制X射线摄像系统的控制装置。摄像控制装置107控制如下操作:利用X射线控制单元104和X射线检测器106的组合的X射线摄像、使用X射线图像数据的重建处理、对X射线图像数据要进行的诸如色调转换处理等的图像处理、包括X射线摄像的检查的实施、相对于操作单元108和显示单元109的输入和输出、经由网络113的与外部装置的发送和接收、以及其它操作。摄像控制装置107包括图像处理单元110、控制单元111和通信电路112。
[0042]摄像控制装置107执行用于控制断层合成摄像的方法，其中该断层合成摄像用于根据通过使用X射线生成单元和X射线检测单元利用X射线从多个不同角度照射被摄体所获得的投影图像来获得断层图像。
[0043]摄像控制装置107连接至X射线控制单元104和X射线检测器106。摄像控制装置107获取通过X射线摄像所获得的投影图像、以及获得这些投影图像时的与X射线检测器106和X射线生成单元102有关的位置信息，并且重建断层合成图像。将通过重建所获得的图像显示在显示单元109上。
[0044]另外，摄像控制装置107经由网络113连接至HIS/RIS 114、PACS 115、查看器116和打印机117。HIS/RIS 114是用于管理放射科中的诸如患者信息和检查请求信息等的信息的医院/放射科信息管理系统。PACS 115是主要目的用于保存图像的图像管理服务器。查看器116连接至PACS 115，并且高清晰度监视器主要用于通过使用X射线摄像系统101进行摄像所获得的图像的视觉检查和详细后处理、以及用于诊断操作。打印机117打印并输出X射线图像数据或断层合成图像数据。
[0045]图像处理单元110对所接收到的X射线图像数据进行诸如色调转换处理和噪声降低处理等的图像处理。此外，图像处理单元110使用X射线图像数据和位置信息来进行重建处理以重建断层合成图像。特别地，将根据通过断层合成摄像所获得的投影图像进行重建而得到的图像称为断层合成图像。根据一个实施例的断层合成图像是基于多个投影图像的三维体数据的表现。
[0046]控制单元111进行针对检查的实施和摄像的实施的控制，或者保存/读取与暂停检查或完成检查的实施有关的信息或者X射线图像数据。此外，控制单元111基于所通知的位置信息来判断正发生摄像中断的情形，并且判断是否可以进行重建的实施以及是否可以进行倾斜截面的显示。此外，控制单元111基于所通知的位置信息来计算断层合成图像的有效帧。
[0047]通信电路112除X射线照射准备请求和X射线照射准备取消请求外，还将诸如累积时间段、合并条件和帧频等的各种驱动条件经由通信I/F发送至X射线控制单元104和X射线检测器106。此外，通信电路112从X射线控制单元104和X射线检测器106接收X射线图像数据、摄像实施信息和位置信息。此外，通信电路112经由网络113来接收检查请求信息、发送检查实施信息并输出X射线图像数据或断层合成图像数据。
[0048]操作单元108是接受操作员所进行的操作的输入接口。操作单元108的输入接口可以是诸如键盘、鼠标或多触摸监视器等的具有输入能力的任何接口。操作单元108根据该操作将输入信息发送至摄像控制装置107。此外，操作单元108接收来自摄像控制装置107的请求，并且切换输入接口的显示。
[0049]显示单元109是显示X射线摄像所用的控制软件的用户界面的输出接口。显示单元109可以是诸如单独的监视器或内置于X射线摄像装置内的监视器等的具有显示能力的任何接口。显示有拍摄图像的多个监视器可以连接至单个摄像控制装置107，并且可以将拍摄图像和过去图像作为预览显示在不同的监视器上。在这种情况下，显示单元109根据来自摄像控制装置107的通知来判断哪个图像显示在哪个监视器上。
[0050]图像处理单元110在需要的情况下还根据体数据生成二维断层图像。所生成的二维断层图像的示例包括沿着检测面的方向上的断层图像(第一二维断层图像)。参考图1所示的摄像系统的结构，该断层图像与被摄体的冠状图像相对应。尽管受到断层合成摄像中的照射角的限制，但由于所获得的断层图像至少可以具有足够的图像质量，因此经常使用沿着检测面的方向上的二维断层图像(被称为第一二维断层图像)。
[0051]另外，图像处理单元110还能够生成与检测面交叉的二维断层图像(第二二维断层图像)。例如，图像处理单元110能够生成作为相对于被摄体的体轴方向(g卩，X射线生成单元102和X射线检测器106的移动方向)具有特定倾斜的断层图像的所谓的倾斜图像(oblique image)。无需说明，可以生成与检测面交叉的任何其它二维断层图像。例如，参考图1所示的摄像系统，可以生成矢状图像或轴向图像。在X射线生成单元102和X射线检测器106沿着被摄体的体轴移动的断层合成摄像的情况下，考虑到图像质量可以认为生成倾斜图像而没有生成矢状图像或轴向图像。在X射线生成单元102和X射线检测器106沿着摄像台105的顶板二维地移动的断层合成摄像的情况下，可以生成矢状图像或轴向图像。
[0052]在另一实施例中，可以根据一系列的投影图像来直接重建沿着X射线检测器106的检测面(更期望地，与X射线检测器106的检测面平行的)二维断层图像的集合，并且可以将该集合作为断层合成图像来处理。在这种情况下，执行用于例如根据投影图像来分别直接重建倾斜图像、矢状图像和轴向图像的处理。
[0053]通信电路112将针对X射线检测器106的驱动条件发送至X射线检测器106，并且从X射线检测器106接收基于上述的投影图像的重建处理所要使用的一系列投影图像。因此，摄像控制装置107可以获得重建处理所要使用的投影图像。
[0054]另外，通信电路112从X射线控制单元104接收拍摄各个投影图像的时刻的与X射线生成单元102和X射线检测器106有关的位置信息。在这方面，通信电路112用作用于获取投影图像和位置信息的单元。基于一系列的投影图像和位置信息，图像处理单元110进行重建处理。该位置信息例如包括与X射线生成单元102向X射线检测器106进行X射线照射的方向有关的信息。
[0055]这里，由于摄像的中断或者针对移动机构1061或柱1062的移动机构的限制，或者根据诸如投影图像的摄像间隔或者X射线生成单元102的照射角或照射方向的范围的设置等的条件，可能无法获得期望的断层图像。
[0056]因此，控制单元111通过使用从通信电路112获得的位置信息内的与X射线生成单元102的照射方向有关的信息，来进行用以向要显示的第二二维断层图像施加限制的显示控制。例如，获得了-30度?+10度的照射方向上的投影图像。在这种情况下，施加限制，使得显示与X射线检测器106的检测面或摄像台105的顶板的交叉角达到±10度以内的倾斜图像，而不显示交叉角大于+10度或交叉角小于-10度的倾斜图像。当然，交叉角达到±5度以内的倾斜图像也可以是要显示的对象。此外，可以显示交叉角在-30°?+10°的范围内的倾斜图像。在另一示例中，获得了照射角在-20度?+20度的范围内的投影图像。在这种情况下，施加限制，使得显示与X射线检测器106的检测面或摄像台105的顶板的交叉角达到±20度以内的倾斜图像，而不显示交叉角大于+20度或交叉角小于-20度的倾斜图像。
[0057]以上述方式，执行如下处理，其中该处理用于基于照射方向的范围来指定显示对象的范围从而显示处于显示对象的指定范围内的第二二维断层图像，并且将在该范围外的第二二维断层图像从显示对象中去除。这样使得能够显示质量得到足够保证的二维断层图像，并且可以降低误诊断的可能性。
[0058]在另一示例中，在-30度?30度的范围内进行照射的情况下，如果仅获得了达到_5度以内的投影图像，则禁止倾斜图像的显示。在又一示例中，在相同