斷層圖像生成設備和方法

斷層圖像生成設備和方法
【專利摘要】本發明涉及一種斷層圖像生成設備和方法。當通過重構斷層圖像生成三維圖像時，使得在圖像中所示的結構的大小接近該結構的實際大小，從而有助于理解三維結構并且提高診斷精確度。獲得通過從不同的成像方向向被檢體施加放射線而拍攝的不同成像方向的放射線照相圖像，并且基于所獲得的多個放射線照相圖像生成被檢體的多個斷層圖像。然后，在垂直于所生成的斷層圖像的切片面的方向上對斷層圖像施加壓縮處理以產生壓縮斷層圖像，其中，獲得成像方向的范圍，并且基于所獲得的成像方向的范圍設定壓縮處理的壓縮率。
【專利說明】斷層圖像生成設備和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種斷層圖像生成設備和一種斷層圖像生成方法，其中，基于通過從不同的成像方向向被檢體施加放射線而獲得的多個放射線照相圖像生成被檢體的多個斷層圖像，并且對生成的斷層圖像施加壓縮處理。
【背景技術】
[0002]近年來，為了使用放射線成像設備更詳細地觀察身體的患處，提出了斷層成像，其中通過移動放射線源從不同的成像方向向被檢體施加放射線以獲得多個放射線照相圖像，來執行成像操作，并且放射線照相圖像被相加以提供其中強調了期望的切片面的圖像(參見，例如，日本未審查專利公開N0.2008-253555)。
[0003]在斷層成像中，取決于成像裝置的特性和必要的斷層圖像，通過將放射線源平行于放射線照相圖像檢測器或沿著圓形或橢圓形軌跡移動，獲得以不同的曝光角度拍攝的被檢體的放射線照相圖像，并且放射線照相圖像被重構以產生斷層圖像。具體地，通過在使放射線照相圖像相互移位之后相加放射線照相圖像、調節各放射線照相圖像的大小等能夠獲得斷層圖像。
[0004]此外，提出將上述斷層成像擴展至乳腺造影。

【發明內容】

[0005]然而，如上所述，由于斷層成像通過將從不同的成像方向拍攝的放射線照相圖像在移位等之后相加，來生成斷層圖像，所以在垂直于斷層圖像的切片面的方向上的信息是不充分的。因此，當使用這些斷層圖像執行體渲染時，每個斷層圖像受到在垂直于切片面的方向上與該斷層圖像相鄰的斷層圖像的信息的影響，并且難以觀察預期將被觀察的三維結構。·
[0006]此外，在乳腺造影中，在乳房被壓縮的狀態下執行成像操作，并且因此，在垂直于切片面的方向上的間隔沒有多大意義。
[0007]再者，當在乳房被壓縮的狀態下執行乳房造影成像時，如上所述，當基于通過成像獲得的放射線照相圖像重構三維圖像時，生成各向異性的重構圖像。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，導致在Z方向上的結構的大小相對于結構的實際大小擴大的三維圖像。
[0008]鑒于上述情況，本發明旨在提供一種斷層圖像生成設備和一種斷層圖像生成方法，其中，使在通過重構斷層圖像生成的三維圖像中的結構的大小接近該結構的實際大小，從而有助于理解三維結構和提高診斷精度。
[0009]本發明的斷層圖像生成設備的一個方面是斷層圖像生成設備，該斷層圖像生成設備基于通過從不同的成像方向向被檢體施加放射線而拍攝的不同成像方向的放射線照相圖像來生成斷層圖像，該設備包括:放射線照相圖像獲得單元，用于獲得不同成像方向的放射線照相圖像；斷層圖像生成單元，用于基于由放射線照相圖像獲得單元獲得的多個放射線照相圖像生成被檢體的多個斷層圖像；壓縮處理單元，用于在垂直于斷層圖像的切片面的方向對由斷層圖像生成單元生成的斷層圖像施加壓縮處理以生成壓縮斷層圖像；成像方向范圍獲得單元，用于獲得成像方向的范圍；以及壓縮率設定單元，用于基于由成像方向范圍獲得單元獲得的成像方向的范圍來設定壓縮處理的壓縮率。
[0010]本發明的斷層圖像生成設備可以進一步包括:圖像數量確定單元，用于基于由壓縮率設定單元設定的壓縮率來獲得將生成的壓縮斷層圖像的總數，并且確定該總數是否不大于閾值，其中，如果由圖像數量確定單元確定壓縮斷層圖像的總數大于閾值，則成像方向范圍獲得單元獲得成像方向的范圍的新值，并且壓縮率設定單元基于獲得的成像方向的范圍的新值來設定壓縮處理的新的壓縮率。
[0011]本發明的斷層圖像生成設備可以進一步包括:用于接收壓縮率的改變的壓縮率改變接收單元，其中，壓縮率設定單元基于由壓縮率改變接收單元接收的改變的壓縮率來設定壓縮處理的新的壓縮率。
[0012]本發明的斷層圖像生成設備可以進一步包括:三維圖像生成單元，用于基于由壓縮處理單元生成的壓縮斷層圖像來生成被檢體的三維圖像。
[0013]本發明的斷層圖像生成設備可以進一步包括:顯示控制單元，用于顯示在放射線照相圖像、斷層圖像或壓縮斷層圖像上重疊的三維圖像的重疊圖像。
[0014]本發明的斷層圖像生成設備可以進一步包括:區域指定單元，用于接收在放射線照相圖像、斷層圖像或壓縮斷層圖像上的期望的區域的指定，其中，顯示控制單元顯示在放射線照相圖像、斷層圖像或壓縮斷層圖像上重疊的三維圖像的重疊圖像，三維圖像包含由區域指定單元接收的區域。
[0015]顯示控制單元可以將重疊圖像的放射線照相圖像、斷層圖像或壓縮斷層圖像和三維圖像以相互不同的顏色 顯示。
[0016]顯示控制單元可以將放射線照相圖像、斷層圖像或壓縮斷層圖像與重疊圖像并排顯不O
[0017]顯示控制單元可以在旋轉狀態下顯示重疊圖像。
[0018]顯示控制單元可以在放射線照相圖像、斷層圖像或壓縮斷層圖像上在被檢體的位置處，以及在在重疊圖像上與被檢體的位置相對應的位置處顯示標記。
[0019]本發明的斷層圖像生成設備可以進一步包括:圖像選擇接收單元，用于接收放射線照相圖像、斷層圖像或壓縮斷層圖像中的任一個要被顯示的選擇。
[0020]本發明的斷層圖像生成設備可以進一步包括:用于接收三維圖像的顏色的改變的顏色改變接收單元。
[0021]本發明的斷層圖像生成設備可以進一步包括:用于接收三維圖像的顯示范圍或位置的顯示范圍接收單元。
[0022]本發明的斷層圖像生成方法的一個方面是斷層圖像生成方法，該方法基于通過從不同的成像方向向被檢體施加放射線而拍攝的不同成像方向的放射線照相圖像來生成斷層圖像，該方法包括:獲得不同成像方向的放射線照相圖像；基于所獲得的多個放射線照相圖像生成被檢體的多個斷層圖像；以及在垂直于生成的斷層圖像的切片面的方向上對斷層圖像施加壓縮處理以產生壓縮斷層圖像，其中，獲得成像方向的范圍，并且基于所獲得的成像方向的范圍設定壓縮處理的壓縮率。[0023]根據本發明的斷層圖像生成設備和方法，獲得通過從不同的成像方向向被檢體施加放射線而拍攝的不同成像方向的放射線照相圖像，并且基于所獲得的多個放射線照相圖像來生成被檢體的多個斷層圖像。然后，對斷層圖像施加在垂直于所生成的斷層圖像的切片面的方向上的壓縮處理，以產生壓縮斷層圖像。然后，通過使用壓縮斷層圖像重構三維圖像，能夠使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。這允許使得在三維圖像中的結構的大小接近該結構的實際大小，從而有助于理解三維結構以及提聞診斷精度。
[0024]此外，根據本發明，獲得用來產生斷層圖像的放射線照相圖像的成像方向的范圍，并且基于所獲得的成像方向的范圍，設定壓縮處理的壓縮率。因此，能夠在不使壓縮斷層圖像的圖像質量劣化的情況下執行壓縮處理。將在稍后詳細地描述基于放射線照相圖像的成像方向的范圍設定壓縮率的原因。
[0025]此外，在本發明的斷層圖像生成設備和方法被配置成使得基于取決于成像方向的范圍設定的壓縮率獲得將由壓縮處理生成的壓縮斷層圖像的總數的情況下，確定該總數據是否不大于閾值，并且如果確定壓縮斷層圖像的總數大于閾值，則獲得成像方向的范圍的新值，并且基于所獲得的成像方向的范圍設定壓縮處理的新的壓縮率，壓縮斷層圖像的總數能夠被限制，從而縮短壓縮斷層圖像的圖像解析所花的時間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是示出采用本發明的斷層圖像生成設備的一個實施例的乳房造影成像和顯示系統的示意結構的圖示，
[0027]圖2是從圖1的右 側觀察的圖1所示的乳房造影成像和顯示系統的臂的圖示，
[0028]圖3是示出圖1所示的乳房造影成像和顯示系統的計算機的示意內部結構的框圖，
[0029]圖4是示出放射線照相圖像的成像方向的范圍與每單位將被相加的斷層圖像的數量(壓縮率)之間的關系的圖示，
[0030]圖5是用于解釋采用本發明的斷層圖像生成設備的第一實施例的乳房造影成像和顯示系統的操作的流程圖，
[0031]圖6是示出從成像開始到成像結束圖1所示的乳腺造影和顯示系統的放射線源的位置和放射線照射點Q的改變的圖示，
[0032]圖7是解釋用于基于多個放射線照相圖像生成斷層圖像的方法的圖示，
[0033]圖8是示出采用本發明的斷層圖像生成設備的第二實施例的乳房造影成像和顯示系統的示意結構的圖示，
[0034]圖9是用于解釋采用本發明的斷層圖像生成設備的第二實施例的乳房造影成像和顯示系統的操作的流程圖，
[0035]圖10是示出其中斷層圖像和重疊在斷層圖像上的三維圖像的重疊圖像被并排示出的一個顯示示例的圖示，
[0036]圖11是示出在旋轉狀態下的重疊圖像的一個顯示示例的圖示，以及
[0037]圖12是示出其中標記被顯示在斷層圖像上和重疊圖像上對應位置處的一個顯示示例的圖示。【具體實施方式】
[0038]現在，將參考附圖描述采用本發明的斷層圖像生成設備和斷層圖像生成方法的第一實施例的乳房造影成像和顯示系統。該實施例的乳房造影成像和顯示系統具有斷層成像功能，并且被配置成能夠拍攝乳房的斷層圖像。圖1是示出該實施例的整個乳房造影成像和顯示系統的示意構造的圖示。
[0039]如圖1所示，該實施例的乳房造影成像和顯示系統I包括:乳房造影成像裝置10，用于通過從不同的成像方向向乳房施加放射線來獲得不同成像方向的作為被檢體的乳房的放射線照相圖像；計算機2，用于重構由乳房造影成像裝置10獲得的多個放射線照相圖像以產生乳房的多個斷層圖像，并且基于斷層圖像生成乳房的三維圖像；監視器3，用于顯示由計算機2生成的斷層圖像、三維圖像等；以及輸入單元4，用于接收由用戶輸入的各種設定。
[0040]如圖1中所示，乳房造影成像裝置10包括基部11、相對于基部11在垂直方向(Z-方向)上可旋轉且可移動的旋轉軸12、和經旋轉軸12連接到基部11的臂13。圖2示出從圖1的右側觀察的臂13。 [0041]臂13是C形狀的，并且其一端被提供有成像臺14并且其另一端被提供有放射線照射單元16，使得放射線照射單元16面對成像臺14。臂13在垂直方向上的移動和旋轉受到內置于基部11的臂控制器31的控制。
[0042]成像臺14在其中包含諸如平板檢測器的放射線照相圖像檢測器15和檢測器控制器33，該檢測器控制器33控制來自放射線照相圖像檢測器15等的電荷信號的讀取。
[0043]成像臺14還在其中包含電路板等。該電路板包括用于將從放射線照相圖像檢測器15讀出的電荷信號轉換成電壓信號的電荷放大器、用于對從電荷放大器輸出的電壓信號采樣的相關雙采樣電路、用于將電壓信號轉換成數字信號的AD轉換器等。
[0044]如圖2所示，成像臺14以放射線照相圖像檢測器15的中心位于旋轉軸12的延長線上這樣的位置關系附接到臂13。成像臺14可旋轉地附接到臂13，并且，即使當臂13相對于基部11旋轉時，成像臺14相對于基部11的取向也能夠被固定。
[0045]放射線照相圖像檢測器15是可重復用于記錄和讀取放射線照相圖像的類型。放射線檢測器15可以是直接接收放射線并且產生電荷的所謂的直接型放射線照相圖像檢測器，或可以是一次將放射線轉換成可見光然后將可見光轉換成電荷信號的所謂的間接型放射線照相圖像檢測器。作為讀出放射線照相圖像信號的讀取系統，可以使用利用接通斷開TFT(薄膜晶體管)開關來讀出放射線照相圖像信號的所謂的TFT讀取系統、或通過應用讀取光來讀出放射線照相圖像信號的所謂的光讀取系統。作為間接型放射線照相圖像檢測器，可以使用采用CMOS (互補金屬氧化物半導體)傳感器或CCD (電荷耦合器件圖像傳感器)的放射線照相圖像檢測器。
[0046]放射線照射單元16在其中包含放射線源17和放射線源控制器32。放射線源控制器32控制來自放射線源17的放射線的施加定時、以及在放射線源17處的放射線產生條件(諸如管電流、時間、管電壓等)。
[0047]此外，布置在成像臺14上方用于保持和壓迫乳房的壓迫板18、用于支撐壓迫板18的支撐件20、以及用于使支撐件20在垂直方向(Z方向)上移動的移動機構19被布置在臂13的中部處。壓迫板18的位置和壓迫壓力受到壓迫板控制器34的控制。
[0048]計算機2包括中央處理單元(CPU)、諸如半導體存儲器、硬盤、SSD等的存儲設備，并且這些硬件設備形成控制單元40、放射線照相圖像存儲單元41、圖像處理單元42和顯示控制單元43,如圖3中所示。
[0049]控制單元40將預定的控制信號輸出至控制器31至34以控制整個系統。稍后將詳細地描述具體控制方法。
[0050]放射線照相圖像存儲單元41獲得并存儲在從不同成像方向的成像操作中由放射線照相圖像檢測器15檢測到的多個放射線照相圖像。應注意的是，在該實施例中，放射線照相圖像存儲單元41對應于在權利要求中描述的放射線照相圖像獲得單元。
[0051]圖像處理單元42包括斷層圖像生成單元50、成像方向范圍獲得單元51、壓縮率設定單元52、壓縮處理單元53和三維圖像生成單元54。
[0052]斷層圖像生成單元50讀出在放射線照相圖像存儲單元41中存儲的放射線照相圖像，并且使用放射線照相圖像生成乳房M的期望的切片面的斷層圖像。稍后將詳細地描述用于生成斷層圖像的方法。
[0053]成像方向范圍獲得單元51獲得用來在斷層圖像生成單元50處產生一個斷層圖像的放射線照相圖像的成像方向的范圍的信息。具體地，在該實施例中，通過在相對于與成像臺14的乳房放置表面(放射線照相圖像檢測器15的檢測表面)垂直的方向±25的范圍內改變成像方向，獲得約十至二十個放射線照相圖像。成像方向范圍獲得單元51獲得在±25°的范圍內拍攝的放 射線照相圖像當中用來生成斷層圖像的放射線照相圖像的成像方向的范圍的信息。
[0054]成像方向的范圍的信息由用戶經輸入單元4輸入，諸如通過輸入“±15° ”或“±20° ”例如作為成像方向的范圍的信息。在“±15° ”被輸入為成像方向的范圍的情況下，斷層圖像生成單元50使用在±15°的范圍內的成像方向的放射線照相圖像生成多個斷層圖像。在“±20° ”被輸入為成像方向的范圍的情況下，斷層圖像生成單元50使用在± 20°的范圍內的成像方向的放射線照相圖像生成多個斷層圖像。
[0055]由成像方向獲得單元51獲得的成像方向的范圍的信息也被輸出至壓縮率設定單元52。
[0056]壓縮率設定單元52基于向其輸入的成像方向的范圍的信息來設定由壓縮處理單元53執行的壓縮處理的壓縮率。
[0057]由該實施例的壓縮處理單元53執行的壓縮處理進行處理以相對于垂直于其切片面的方向壓縮由斷層圖像生成單元50生成的斷層圖像。具體地，在該實施例中，通過每單位堆疊預定數量的斷層圖像并且對斷層圖像進行相加和平均(即，通過計算其算術平均值)來實現壓縮處理。
[0058]因此，該實施例的壓縮率設定單元52將在壓縮處理中將被相加的每單位的斷層圖像的數量設定為壓縮率。具體地，如圖4所示，在壓縮率設定單元52中設定將放射線照相圖像的成像方向的范圍與每單位將被相加的斷層圖像的數量關聯起來的功能。基于該功能和向其輸入的成像方向的范圍的信息，壓縮率設定單元52將每單位的將被相加的斷層圖像的數量設定為壓縮率。應注意的是，沿著圖4所示的圖形的水平軸線的值通過將在“ + ”方向上的成像方向的范圍與在方向上的成像方向的范圍相加而獲得的。因此，如果例如由成像方向范圍獲得單元51獲得的成像方向的范圍是±10° ,則該范圍對應于圖4所示的圖形中的20°的成像方向的范圍，并且如果由成像方向范圍獲得單元51獲得的成像方向的范圍是±7.5°，則該范圍對應于圖4所示的圖形中的15°的成像方向的范圍。
[0059]另外，如果例如成像方向的輸入范圍是20° (±10° )，則壓縮率設定單元52獲得“4”作為每單位將被相加的斷層圖像的數量(壓縮率)。如果例如輸入的成像方向的范圍是10° (±5° )，則壓縮率設定單元52獲得“8”作為每單位將被相加的斷層圖像的數量(壓縮率)。
[0060]如圖4的圖形中所示，對于較大范圍的成像方向，該實施例的壓縮率設定單元52設定較小數量的每單位將被相加的斷層圖像，即，較小的壓縮率。以如此方式設定壓縮率的原因如下。
[0061]首先，一般而言，可以說，隨著放射線被施加于被檢體的方向，即相對于與放射線照相圖像檢測器15檢測檢測表面(被檢體放置表面)垂直的方向的成像方向的傾斜增加，放射線照相圖像的清晰度和分辨率降低。這是因為，成像方向的較大的傾斜意味著經過被檢體中給定點并且進入放射線照相圖像檢測器15的檢測表面的放射線的入射角的更大的傾斜。那么，由以這樣的傾斜方向進入檢測表面的放射線生成的電荷信號跨越多個像素(多個檢測元件)而非一個像素(一個檢測元件)被檢測到。
[0062]因此，當以高壓縮率對具有低清晰度和分辨率的圖像施加壓縮處理時，模糊等被強調，導致顯著劣化的圖像質量。
[0063]因此，該實施例的壓縮率設定單元52為較大范圍的成像方向設定較小的壓縮率。
[0064]基于由壓縮率設定單元52設定的壓縮率，壓縮處理單元53對由斷層圖像生成單元50生成的多個斷層圖像 施加壓縮處理以生成壓縮斷層圖像。具體地，該實施例的壓縮處理單元53通過計算每單位預定數量的斷層圖像的算術平均值來實現壓縮處理，如上所述。然而，用于實現壓縮處理的方法并不限于該方法，并且可以使用任何其它方法。具體地，例如，可以選擇由壓縮率設定單元52設定的每單位預定數量的斷層圖像中的任一個，并且可以將選擇的斷層圖像用作壓縮斷層圖像。也就是，通過執行所謂的抽取(decimation)可以實現壓縮處理。
[0065]基于由壓縮處理單元53生成的多個壓縮斷層圖像，三維圖像生成單元54生成乳房的三維圖像。具體地，三維圖像生成單元54使用向其輸入的壓縮斷層圖像執行體渲染以生成三維圖像。
[0066]顯示控制單元43對由三維圖像生成單元54生成的三維圖像、由斷層圖像生成單元50生成的斷層圖像和/或由壓縮處理單元53生成的壓縮斷層圖像施加預定的處理，并且將圖像顯示在監視器3上。
[0067]輸入單元4由諸如鍵盤和鼠標的指向設備形成，并且接收成像方向的范圍的信息的設定的輸入，如上所述。輸入單元4還接收成像條件等的設定的輸入、開始成像的指令的輸入、用于將三維圖像和/或斷層圖像顯示在監視器3上的顯示方法的設定的輸入等。
[0068]接著，參照圖5所示的流程圖來描述該實施例的乳房造影成像和顯示系統I的操作。
[0069]首先，將患者的乳房M放置在成像臺14上，并且用壓迫板18以預定的壓力壓迫乳房 M(SlO)。[0070]然后，由操作者經輸入單元4輸入各種成像條件，并且輸入開始成像的指令。當輸入開始成像的指令時，臂控制器31使臂13旋轉。圖6示出從成像開始到成像結束放射線源17的位置和放射線照射點Q的改變。
[0071]具體地，首先，臂控制器31使臂13旋轉以使放射線源17進入到位置Pl中。在該實施例中，位置Pl對應于+25°的成像方向。
[0072]然后，基于從位置Pl發出的放射線的放射線生成條件，放射線源控制器32控制放射線源17，使得放射線被引導至照射點Q。優選的是，照射點Q是放置在成像臺14的頂部上的乳房M的中心上方約2cm的點。然后，乳房M的放射線照相圖像被記錄為放射線照相圖像檢測器15上的潛電荷圖像。
[0073]隨后，被記錄為放射線照相圖像檢測器15上的潛電荷圖像的放射線照相圖像在檢波器控制器34的控制下被讀出。讀出的放射線照相圖像被輸入到計算機2并且被存儲在放射線照相圖像存儲單元41中。
[0074]然后，將放射線源17在控制器的控制下沿著被檢體的胸壁附近的弓形軌跡移動，并且對于沿著該軌道的每個位置Pn(在圖6所示的示例中，n=l至5)獲得乳房的放射線照相圖像，并且將放射線照相圖像存儲在存儲單元41中(S12)。
[0075]應注意的是，雖然為了方便解釋，圖6示出僅五個位置Pl至P5，在實際成像操作中，在相對于與成像臺14的被檢體放置表面(放射線照相圖像檢測器15的檢測表面)垂直的方向約±25°的范圍內，獲得約十至二十個放射線照相圖像，如上所述。在該實施例中的位置P5對應于-25 °的成像方向。
[0076]然后，用來生成一個斷層圖像的放射線照相圖像的成像方向的范圍的信息由用戶經輸入單元4輸入，并且成像·方向的范圍的信息由成像方向范圍獲得單元51獲得(S14)。然后，由成像方向范圍獲得單元51獲得的成像方向的范圍被輸出至斷層圖像生成單元50和壓縮率設定單元52。
[0077]基于成像方向的輸入范圍，斷層圖像生成單元50從放射線照相圖像存儲單元41讀出在成像方向的范圍內的放射線照相圖像，并且基于放射線照相圖像生成斷層圖像(S16)。
[0078]現在，描述例如在±25° (50° )的最大范圍被輸入為成像方向的范圍的情況下用于生成斷層圖像的方法。
[0079]首先，如圖7所示，將放射線源17移動至每個位置P1、P2、…、和Pn，并且將放射線從每個位置施加至乳房M以獲得放射線照相圖像G1、G2、…、和Gn。
[0080]在從位置Pl投影存在于不同深度的對象(01、02)的情況下，例如，對象的投影圖像分別出現在放射線照相圖像Gl上的位置Pll和P12處。當從位置P2投影對象(01、02)時，對象的投影圖像分別出現在放射線照相圖像G2上的位置P21和P22處。通過以此方式從不同的放射線源位置P1、P2、…、和Pn重復投影，對象01在位置P11、P21、…、和Pnl處被投影，并且對象02在與不同的放射線源位置對應的位置P12、P22、…、和Pn2處被投影。
[0081]然后，如果希望強調其中存在對象01的切片面，則將放射線照相圖像G2移位(P21-P11)的距離，將放射線照相圖像G3移位(P31-P11)的距離，并且將剩余的放射線照相圖像類似地移位，以將每個拍攝圖像Gn移位(Pnl-Pll)的距離，并且因此，將移位的圖像相加以生成斷層圖像，該斷層圖像具有在對象01的深度處的切片面被強調的結構。[0082]如果希望強調其中存在對象02的切片面，則將放射線照相圖像G2移位(P22-P12)的距離，將放射線照相圖像G3移位(P32-P12)的距離，并且將剩余的放射線照相圖像類似地移位，以將每個放射線照相圖像Gn移位(Pn2-P12)的距離，并且，將如此移位的圖像相加。通過以如此方式，取決于必要的切片的位置，在將放射線照相圖像對準的情況下，將放射線照相圖像G1、G2、…、Gn相加，能夠獲得具有期望的切片面被強調的斷層圖像。應注意的是，在該實施例中，具有Imm的切片厚度的多個斷層圖像被生成。
[0083]另一方面，由成像方向獲得單元51獲得的成像方向的范圍的信息被輸入到壓縮率設定單元52。基于輸入的成像方向的范圍和圖4所示的功能，壓縮率設定單元52計算和設定每單位將被相加的斷層圖像的數量作為壓縮率(S18)。具體地，如果例如成像方向的范圍是10° (±5° )，則根據圖4所示的功能設定“8”的壓縮率。應注意的是，如果基于圖4所示的功能計算的值不是整數，則將該值舍入至最接近的整數或截取成整數。
[0084]然后，將由壓縮率設定單元52設定的壓縮率輸出至壓縮處理單元53。基于輸入的壓縮率，壓縮處理單元53對由斷層圖像生成單元50生成的斷層圖像施加壓縮處理以生成壓縮斷層圖像(S20)。
[0085]具體地，在由壓縮率設定單元52設定的壓縮率是“8”、乳房M的乳房厚度是40mm，并且生成40個斷層圖像的情況下，為每單位八個斷層圖像計算算術平均值以生成壓縮斷層圖像，并且由此生成五個壓縮斷層圖像。此外，具體地，在由壓縮率設定單元52設定的壓縮率是“4” (成像方向的范圍是20° )、乳房M的乳房厚度是40mm，并且生成40個斷層圖像的情況下，為每單位四個斷層圖像計算算術平均值以生成壓縮斷層圖像，并且因此生成十個壓縮斷層圖像。
[0086]然后，如上所述，由壓縮處理單元53生成的壓縮斷層圖像被輸出到三維圖像生成單元54，并且三維圖像生成單元54通過使用輸入的壓縮斷層圖像執行體渲染以生成乳房M的三維圖像(S22)。
[0087]隨后，將由三維圖像生成單元54生成的三維圖像輸出至顯示控制單元43。顯示控制單元43對向其輸入三維圖像施加預定的處理并且將乳房M的三維圖像顯示在監視器3 上(S24)。
[0088]如果觀察顯示在監視器3上的乳房M的三維圖像的用戶希望改變壓縮率(S26:是)，則用戶經輸入單元4輸入期望的壓縮率的設定(S18)。應注意的是，在該實施例中，輸入單元4對應于在權利要求中描述的壓縮率變化接收單元。
[0089]然后，基于設定和輸入的壓縮率，再次執行壓縮斷層圖像的生成和三維圖像的生成，并且將生成的三維圖像顯示在監視器3上(S20至S24)。用戶能夠反復地改變壓縮率直至顯示令人滿意的三維圖像為止。當顯示令人用戶滿意的三維圖像時，處理結束。
[0090]根據第一實施例的上述乳房造影成像和顯示系統I，基于多個放射線照相圖像生成乳房M的多個斷層圖像，并且使生成的斷層圖像經受在垂直于斷層圖像的切片面的方向上的壓縮處理以生成壓縮斷層圖像。然后，通過使用壓縮斷層圖像重構三維圖像，能夠使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。這允許使得在三維圖像中的結構的大小接近該結構的實際大小，從而有助于理解三維結構以及提高診斷精度。
[0091]此外，通過獲得用來生成斷層圖像的放射線照相圖像的成像方向的范圍并且基于獲得的成像方向的范圍設定壓縮處理的壓縮率，能夠在不使壓縮斷層圖像的圖像質量劣化的情況下執行壓縮處理。
[0092]接著，描述采用本發明的斷層圖像生成設備和方法的第二實施例的乳房造影成像和顯示系統。圖8示出第二實施例的乳房造影成像和顯示系統的計算機2的內部配置。除第一實施例的乳房造影成像和顯示系統I的部件之外，第二實施例的乳房造影成像和顯示系統包括乳房厚度獲得單元55和圖像數量確定單元56。第二實施例的乳房造影成像和顯示系統被配置成通過設定壓縮率來限制將生成的壓縮斷層圖像的數量，使得強加于觀察壓縮斷層圖像的用戶的負擔減輕。
[0093]乳房厚度獲得單元55獲得受壓迫板18壓迫的乳房M的厚度。具體地，壓迫板控制器34檢測壓迫乳房M的壓迫板18的位置信息，并且基于該位置信息將乳房放置表面與壓迫板18之間的距離計算為乳房厚度。然后，乳房厚度獲得單元55獲得由壓迫板控制器34計算的乳房厚度，如上所述。
[0094]圖像數量確定單元56基于由乳房厚度獲得單元55獲得的乳房厚度和由壓縮率設定單元52設定的壓縮率來計算將通過壓縮處理生成的壓縮斷層圖像的總數，并且確定壓縮斷層圖像的總數是否不大于事先設定的閾值。
[0095]接著，參照圖9所示的流程圖描述第二實施例的乳房造影成像和顯示系統的操作。
[0096]圖9所示的從 乳房的放置(S30)到壓縮率的設定(S38)的操作與第一實施例的乳房造影成像和顯示系統I的那些(圖5所示的SlO至S18)相同。
[0097]然后，在第二實施例的乳房造影成像和顯示系統中，在通過壓縮率設定單元52設定壓縮率之后，基于壓縮率和由乳房厚度獲得單元55獲得的乳房厚度來計算將通過壓縮處理生成的壓縮斷層圖像的總數(S40)。
[0098]具體地，例如，在由乳房厚度獲得單元55獲得的乳房厚度是80mm的情況下，80mm的乳房厚度的值被輸出到圖像數量確定單元56。
[0099]圖像數量確定單元56首先基于80mm的乳房厚度和各斷層圖像的Imm的切片厚度，來計算將被生成的斷層圖像的數量，即，80mm/ Imm=SO。
[0100]然后，基于斷層圖像的數量和由壓縮率設定單元52設定的壓縮率，圖像數量確定單元56計算將通過壓縮處理生成的壓縮斷層圖像的總數(S40)。具體地，例如，在壓縮率是“8”(成像方向的范圍是10° )的情況下，圖像數量確定單元56計算80/8=10作為壓縮斷層圖像的總數。例如，在壓縮率是“4”(成像方向的范圍是20° )的情況下，圖像數量確定單元56計算80/4=20作為壓縮斷層圖像的總數。
[0101]然后，圖像數量確定單元56將如此計算的壓縮斷層圖像的總數與事先設定的閾值(在該實施例中被假設為15)相比較，并且確定壓縮斷層圖像的總數是否不大于15的閾值(S42)。應注意的是，雖然在該實施例中事先設定15的閾值，但是，這并不旨在限制本發明，并且考慮到減輕壓縮斷層圖像的觀察負擔，可以設定任意其它閾值。
[0102]如果圖像數量確定單元56確定壓縮斷層圖像的總數不大于閾值(S42:是)，則該效果的信息被輸出至壓縮處理單元53。然后，壓縮處理單元53基于由壓縮率設定單元52設定的壓縮率對斷層圖像施加壓縮處理，并且生成壓縮斷層圖像(S48)。從三維圖像的生成(S50)到壓縮率的改變(S54)的后續操作與第一實施例的乳房造影成像和顯示系統I的那些(圖5所示的S22至S26)相同。
[0103]相反，如果由圖像數量確定單元56確定壓縮斷層圖像的總數大于閾值(S42:N0)，則該效果的信息被輸出至顯示控制單元43，并且顯示控制單元43將消息等顯示在監視器3上以便提示用戶錄入成像方向的范圍的新值。
[0104]觀察顯示在監視器3上的消息等的用戶經輸入單元4輸入成像方向的范圍的新值，并且輸入的成像方向的范圍的值由成像方向范圍獲得單元51獲得(S44)。此時由用戶輸入的成像方向的范圍的值小于先前輸入的成像方向的范圍的值。例如，將被錄入的成像方向的范圍的值的減量可以是1°，或該值可以由用戶從以5°間隔的諸如10°、15°和20°的選項來選擇。
[0105]然后，由成像方向范圍獲得單元51獲得的成像方向的范圍被輸出至壓縮率設定單元52，并且壓縮率設定單元52基于向其輸入的成像方向的范圍的新值設定新的壓縮率(S46)。
[0106]由壓縮率設定單元52設定的新的壓縮率被輸入到圖像數量確定單元56，并且圖像數量確定單元56基于向其輸入的新的壓縮率計算壓縮斷層圖像的總數(S40)。然后，圖像數量確定單元56將壓縮斷層圖像的總數與事先設定的15的閾值相比較，并且確定壓縮斷層圖像的總數是否不大于15的閾值(S42)。
[0107]重復獲得成像方向的范圍的新值、設定新的壓縮率以及將壓縮斷層圖像的總數與閾值相比較的操作，直至圖像數量確定單元56確定壓縮斷層圖像的總數不大于閾值為止。
[0108]在由圖像數量確定單元56確定壓縮斷層圖像的總數不大于閾值之后執行的操作如上所述。
[0109]在第二實施例的乳·房造影成像和顯示系統中，不僅由三維圖像生成單元54生成的三維圖像而且由壓縮處理單元53生成的壓縮斷層圖像被顯示在監視器3上。壓縮斷層圖像可以以列表的形式被顯示，或當經輸入單元4接收到改變顯示的壓縮斷層圖像的指令時，壓縮斷層圖像可以在改變顯示的壓縮斷層圖像的情況下逐一被顯示。
[0110]根據第二實施例的上述的乳房造影成像和顯示系統，基于取決于成像方向的范圍設定的壓縮率獲得將由壓縮處理生成的壓縮斷層圖像的總數，并且確定該總數是否不大于閾值。如果確定壓縮斷層圖像的總數大于閾值，則獲得成像方向的范圍的新值，并且基于獲得的成像方向的范圍的新值設定壓縮處理的新的壓縮率。這允許限制壓縮斷層圖像的總數，從而縮短壓縮斷層圖像的圖像解析所花的時間。
[0111]雖然在第一和第二實施例的乳房造影成像和顯示系統的描述中描述了三維圖像和/或壓縮斷層圖像被顯示在監視器3上的情況，但是，這并不旨在限制本發明。例如，在被壓縮之前的斷層圖像或在生成斷層圖像之前的放射線照相圖像可以被顯示在監視器3上。
[0112]此外，如圖10中所示，例如，由斷層圖像生成單元50生成的斷層圖像中的期望的一個可以與由用戶經輸入單元4在該斷層圖像上指定的重疊在該斷層圖像上的區域的三維圖像的重疊圖像并排顯示。應注意的是，在該實施例中，輸入單元4對應于在權利要求中描述的區域指定單元。
[0113]雖然在圖10中作為示例示出斷層圖像與重疊在該斷層圖像上的三維圖像的重疊圖像并排顯示在監視器3上的情況，但是這并不旨在限制本發明。例如，可以使壓縮斷層圖像或放射線照相圖像與重疊在壓縮斷層圖像或放射線照相圖像上的三維圖像的重疊圖像并排顯示在監視器3上。
[0114]根據由用戶經輸入單元4的輸入，可以將上述重疊圖像顯示為可旋轉的。圖11示出使重疊在斷層圖像上的三維圖像的重疊圖像在給定的方向從圖10所示的狀態旋轉給定的角度的狀態。
[0115]此外，在將斷層圖像、壓縮斷層圖像或放射線照相圖像與重疊在斷層圖像、壓縮斷層圖像或放射線照相圖像上的三維圖像的重疊圖像在監視器3上并排顯示的情況下，標記Ml可以被顯示在斷層圖像、壓縮斷層圖像或放射線照相圖像中被檢體上的位置處，并標記M2可以被顯示在重疊圖像中被檢體上的對應位置處，如圖12中所示，以便有助于在兩個圖像上的對應的位置的識別。在這種情況下，例如，當接收到用以指定標記Ml在斷層圖像、壓縮斷層圖像或放射線照相圖像上的位置的輸入，標記M2可以被顯示在與標記Ml的位置對應的位置處。或者，當接收到用以指定標記M2在重疊圖像上的位置的輸入時，標記Ml可以被顯示在斷層圖像、壓縮斷層圖像或放射線照相圖像上與標記M2的位置對應于的位置處。
[0116]此外，三維圖像重疊于其上的斷層圖像、壓縮斷層圖像或放射線照相圖像可以由用戶經輸入單元4任意 地選擇。這時，用于選擇將被顯示的圖像的屏幕，諸如以列表顯示斷層圖像、壓縮斷層圖像或放射線照相圖像的屏幕，可以被顯示在監視器3上。應注意的是，在該實施例中，輸入單元4對應于在權利要求中描述的圖像選擇接收單元。
[0117]重疊在斷層圖像、壓縮斷層圖像或放射線照相圖像上的三維圖像的形狀可以是球形，如圖10至圖11中所示，或可以是立方形或橢球形。
[0118]重疊在斷層圖像，壓縮斷層圖像或放射線照相圖像上的三維圖像的位置和/或顯示范圍可以由用戶經輸入單元4任意地設定。具體地，例如，用戶可以指定在斷層圖像、壓縮斷層圖像或放射線照相圖像上的區域的位置和范圍，其中可能存在腫瘤塊或由于如由用戶判斷的密集的乳腺而難以觀察，并且以指定的位置作為其中心或形心的指定范圍的三維圖像可以被重疊在斷層圖像、壓縮斷層圖像或放射線照相圖像上并且被顯示。
[0119]例如，由用戶指定的三維圖像的范圍的形狀可以是球形或立方形，或者例如，如果用戶關于乳腺指定三維圖像的范圍，則可以指定傾斜的細長范圍。當這樣的細長范圍被指定時，用戶可以指定范圍的起點和終點。應注意的是，在該實施例中，輸入單元4對應于在權利要求中描述的顯示范圍接收單元。
[0120]重疊在斷層圖像，壓縮斷層圖像或放射線照相圖像上的三維圖像的顏色可以由用戶經輸入單元4任意地設定。這時，用于設定三維圖像的顏色的顏色模板可以被顯示在監視器3上。應注意的是，在該實施例中，輸入單元4對應于在權利要求中描述的顏色改變接收單元。
[0121]當顯示上述重疊圖像時，期望以不同的顏色顯示斷層圖像、壓縮斷層圖像或放射線照相圖像和三維圖像。例如，可以以黑白顯示斷層圖像、壓縮斷層圖像或放射線照相圖像，并且可以以彩色顯示三維圖像。
[0122]雖然本發明的斷層圖像生成設備和方法在上述實施例中被應用于乳房造影成像和顯示系統，但是，在本發明中，被檢體并不限于乳房。例如，本發明還適用于被提供有用于對胸部、頭部等成像的所謂的“通用放射線照相”的斷層成像功能的放射線照相成像和顯示系統。在本發明被應用到用于通用放射線照相的放射線照相成像和顯示系統的情況下，例如，可以使用光學傳感器獲得被檢體的厚度的信息，或可以由用戶手動地設定并輸入。
【權利要求】
1.一種斷層圖像生成設備，包括: 放射線照相圖像獲得單元，所述放射線照相圖像獲得單元用于獲得不同成像方向的放射線照相圖像，所述放射線照相圖像是通過從所述不同成像方向對被檢體施加放射線而拍攝的； 斷層圖像生成單元，所述斷層圖像生成單元用于基于由所述放射線照相圖像獲得單元獲得的所述多個放射線照相圖像，生成所述被檢體的多個斷層圖像； 壓縮處理單元，所述壓縮處理單元用于在垂直于所述斷層圖像的切片面的方向上對由所述斷層圖像生成單元生成的所述斷層圖像施加壓縮處理，以生成壓縮斷層圖像； 成像方向范圍獲得單元，所述成像方向范圍獲得單元用于獲得所述成像方向的范圍；以及 壓縮率設定單元，所述壓縮率設定單元用于基于由所述成像方向范圍獲得單元獲得的所述成像方向的范圍，來設定所述壓縮處理的壓縮率。
2.如權利要求1所述的斷層圖像生成設備，進一步包括圖像數量確定單元，所述圖像數量確定單元用于基于由所述壓縮率設定單元設定的所述壓縮率來獲得將要生成的所述壓縮斷層圖像的總數，并且確定所述總數是否不大于閾值， 其中，如果由所述圖像數量確定單元確定所述壓縮斷層圖像的所述總數大于所述閾值，則所述成像方向范圍獲得單元獲得所述成像方向的范圍的新值，以及 所述壓縮率設定單元基于所獲得的所述成像方向的范圍的新值，來設定所述壓縮處理的新壓縮率。
3.如權利要求1或2所述的斷層圖像生成設備，進一步包括壓縮率改變接收單元，所述壓縮率改變接收單元用于接收所述壓縮率的改變， 其中，所述壓縮率設定單元基于由所述壓縮率改變接收單元接收的改變壓縮率，來設定所述壓縮處理的新壓縮率。
4.如權利要求1所述的斷層圖像生成設備，進一步包括三維圖像生成單元，所述三維圖像生成單元用于基于由所述壓縮處理單元生成的所述壓縮斷層圖像，來生成所述被檢體的三維圖像。
5.如權利要求2所述的斷層圖像生成設備，進一步包括三維圖像生成單元，所述三維圖像生成單元用于基于由所述壓縮處理單元生成的所述壓縮斷層圖像，來生成所述被檢體的三維圖像。
6.如權利要求3所述的斷層圖像生成設備，進一步包括三維圖像生成單元，所述三維圖像生成單元用于基于由所述壓縮處理單元生成的所述壓縮斷層圖像，來生成所述被檢體的三維圖像。
7.如權利要求4所述的斷層圖像生成設備，進一步包括顯示控制單元，所述顯示控制單元用于顯示重疊在所述放射線照相圖像、所述斷層圖像或所述壓縮斷層圖像上的所述三維圖像的重疊圖像。
8.如權利要求7所述的斷層圖像生成設備，進一步包括區域指定單元，所述區域指定單元用于接收在所述放射線照相圖像、所述斷層圖像或所述壓縮斷層圖像上的期望區域的指定， 其中，所述顯示控制單元顯示重疊在所述放射線照相圖像、所述斷層圖像或所述壓縮斷層圖像上的所述三維圖像的重疊圖像，所述三維圖像包含由所述區域指定單元接收的區域。
9.如權利要求7或8所述的斷層圖像生成設備，其中，所述顯示控制單元將所述三維圖像和所述重疊圖像的所述放射線照相圖像、所述斷層圖像或所述壓縮斷層圖像以相互不同的顏色顯示。
10.如權利要求7或8所述的斷層圖像生成設備，其中，所述顯示控制單元將所述放射線照相圖像、所述斷層圖像或所述壓縮斷層圖像與所述重疊圖像并排顯示。
11.如權利要求7或8所述的斷層圖像生成設備，其中，所述顯示控制單元顯示在旋轉狀態下的所述重疊圖像。
12.如權利要求7或8所述的斷層圖像生成設備，其中，所述顯示控制單元在所述放射線照相圖像、所述斷層圖像或所述壓縮斷層圖像上的所述被檢體的位置處、以及在所述重疊圖像上與所述被檢體的所述位置相對應的位置處顯示標記。
13.如權利要求7或8所述的斷層圖像生成設備，進一步包括圖像選擇接收單元，所述圖像選擇接收單元用于接收對于要被顯示的所述放射線照相圖像、所述斷層圖像或所述壓縮斷層圖像中任一個的選擇。
14.如權利要求7或8所述的斷層圖像生成設備，進一步包括顏色改變接收單元，所述顏色改變接收單元用于接收所述三維圖像的顏色的改變。
15.如權利要求 7或8所述的斷層圖像生成設備，進一步包括顯示范圍接收單元，所述顯示范圍接收單元用于接收所述三維圖像的顯示范圍或位置。
16.一種斷層圖像生成方法，包括: 獲得不同成像方向的放射線照相圖像，所述放射線照相圖像是通過從所述不同成像方向對被檢體施加放射線而拍攝的； 基于所獲得的多個放射線照相圖像，來生成所述被檢體的多個斷層圖像；以及 在垂直于所生成的斷層圖像的切片面的方向上對所述斷層圖像施加壓縮處理，以產生壓縮斷層圖像，其中，獲得所述成像方向的范圍，并且基于所獲得的成像方向的范圍來設定所述壓縮處理的壓縮率。
【文檔編號】A61B6/03GK103705264SQ201310450325
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年9月27日 優先權日:2012年9月28日
【發明者】桝本潤, 山田雅彥, 安田裕昭, 八尋靖子, 柏木昇彥, 村本綾子, 中津川晴康 申請人:富士膠片株式會社