X射線ct裝置及管電流決定方法
【專利說明】
[0001] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)人"株式會(huì)社日立醫(yī)療器械"于2011年09月04日提出的申請(qǐng)?zhí)枮?PCT/JP2011/070079(中國國家階段【申請(qǐng)?zhí)枴?01180036533. X)、發(fā)明名稱為"X射線CT裝置 及管電流決定方法"的專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及X射線CT攝影技術(shù)。特別涉及管電流等的攝影條件決定技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0003] X射線CT裝置從X射線管對(duì)被檢體照射X射線，收集由配置于與X射線管對(duì)置的 位置上的X射線檢測器檢測出的透過了被檢體的X射線，作為投影數(shù)據(jù)。此時(shí)，使對(duì)置的X 射線管和X射線檢測器在被檢體的周圍旋轉(zhuǎn)，收集來自多方向的投影數(shù)據(jù)，由此重構(gòu)被檢 體的斷層像。
[0004] 投影數(shù)據(jù)在離散的X射線管的位置（下面稱作"視圖"）被收集。將所收集的投影 數(shù)據(jù)稱作該視圖中的投影數(shù)據(jù)。在被攝體的周圍旋轉(zhuǎn)的X射線管的每一次旋轉(zhuǎn)的視圖數(shù)通 常為數(shù)百到數(shù)千。另外，將收集為了重構(gòu)1張 CT圖像而需要的視圖數(shù)的投影數(shù)據(jù)的動(dòng)作稱 作掃描。
[0005] 作為抑制被檢體的受照劑量并使重構(gòu)的斷層像（重構(gòu)圖像）的畫質(zhì)得以提高的技 術(shù)，有在畫質(zhì)指標(biāo)中使用圖像噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差值（圖像SD(Standard Deviation)來決定管電 流值的技術(shù)（例如參照專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2、專利文獻(xiàn)3)。圖像SD因?yàn)橹貥?gòu)圖像中的 CT值的標(biāo)準(zhǔn)偏差而受到管電流和被檢體的尺寸（X射線透過長度）等的影響。這些文獻(xiàn)中 公開了通過設(shè)定作為目標(biāo)的圖像SD(目標(biāo)圖像SD)并決定實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的管電流來進(jìn)行輻射 線量控制的技術(shù)。
[0006] 通過使用這些文獻(xiàn)所公開的技術(shù)，能得到基本滿足作為目標(biāo)的圖像SD的圖像。但 是，得到的斷層像內(nèi)的診斷對(duì)象（病變）的視覺辨識(shí)性（診斷能力）較大地依賴于圖像的 對(duì)比度。例如，在X射線CT裝置的造影檢查中，通過造影劑能實(shí)現(xiàn)組織（例如血管或消化 管等）的對(duì)比度強(qiáng)調(diào)效果精度高的圖像診斷。
[0007] 所謂對(duì)比度，例如意味著病變與周圍組織的CT值差的絕對(duì)值，是與圖像SD不同的 概念。即使將圖像SD調(diào)整到期望的范圍內(nèi)，因?qū)Ρ榷鹊拇笮〔煌?，也不一定能得到期望?診斷能力。因此，存在除了圖像SD以外還考慮對(duì)比度來決定攝影條件的技術(shù)（例如參照專 利文獻(xiàn)4)。在專利文獻(xiàn)4中，公開了在畫質(zhì)指標(biāo)中使用將診斷對(duì)象與其周圍的對(duì)比度除以 圖像SD而得到的對(duì)比度噪聲比（Contrast-to-Noise Ratio,下面記載為"CNR"）的技術(shù)。 在專利文獻(xiàn)4中，基于操作者輸入的診斷對(duì)象物的大小和所想定的對(duì)比度，來達(dá)成為了識(shí) 別診斷對(duì)象而適當(dāng)?shù)腃NR的管電流。
[0008] 先行技術(shù)文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)1 :JP特開2001-043993號(hào)公報(bào)
[0011] 專利文獻(xiàn)2 :JP特開2006-055635號(hào)公報(bào)
[0012] 專利文獻(xiàn)3 :JP特開2006-116137號(hào)公報(bào)
[0013] 專利文獻(xiàn)4 :國際公開第2007/138979號(hào)
[0014] 發(fā)明的概要
[0015] 發(fā)明要解決的課題
[0016] 如上述那樣，在專利文獻(xiàn)1~3所公開的技術(shù)中，為了考慮對(duì)比度變化，需要操作 者自己掌握對(duì)比度變化，將其合適地反映到目標(biāo)圖像SD中。但是，預(yù)先掌握裝置的對(duì)比度 變化特性是非常費(fèi)事的作業(yè)。另外，對(duì)比度由于受到被檢體的尺寸、掃描時(shí)的管電壓的影 響，因此每當(dāng)掃描時(shí)的管電壓變更時(shí)、另外每當(dāng)被檢體的變更時(shí)，進(jìn)而即使相同的被檢體也 會(huì)在體軸方向上發(fā)生被檢體的尺寸的變化，因此讓操作者考慮這些來設(shè)定目標(biāo)圖像SD是 極其困難的。另外，在專利文獻(xiàn)4所公開的技術(shù)中，需要由操作者輸入診斷對(duì)象物的大小和 想定的對(duì)比度。但是，在攝影前輸入這些參數(shù)非常繁瑣，操作性差。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0017] 本發(fā)明鑒于上述狀況而提出，目的在于提供如下技術(shù)：在通過設(shè)定目標(biāo)圖像SD并 決定滿足該目標(biāo)圖像SD的攝影條件（管電流）來進(jìn)行輻射線量控制從而抑制被檢體的受 照劑量的X射線CT裝置中，不使操作性惡化地獲得具有高診斷能力的圖像。
[0018] 用于解決課題的手段
[0019] 本發(fā)明提供一種X射線CT裝置，僅操作者輸入期望的設(shè)為畫質(zhì)等級(jí)的基準(zhǔn)的1個(gè) 畫質(zhì)等級(jí)，就能按照被檢體的尺寸來進(jìn)行還考慮了對(duì)比度的射線量控制。輸入的畫質(zhì)等級(jí) 設(shè)為在以特定的管電壓來掃描標(biāo)準(zhǔn)尺寸的被檢體的情況下的目標(biāo)圖像SD。
[0020] 具體地，提供一種X射線CT裝置，具備：X射線管，其一邊在被檢體的周圍旋轉(zhuǎn)，一 邊曝射X射線；X射線檢測器，其夾著被檢體與所述X射線管對(duì)置配置，檢測透過了被檢體 的X射線量；圖像重構(gòu)單元，其基于所述X射線檢測器檢測出的X射線量來重構(gòu)被檢體的 斷層像；和顯示單元，其顯示所述斷層像，所述X射線CT裝置的特征在于，具備：受理單元， 其受理在以特定管電壓拍攝預(yù)先確定的尺寸的標(biāo)準(zhǔn)被檢體的情況下的特定攝影條件下要 滿足的圖像噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差，作為標(biāo)準(zhǔn)畫質(zhì)等級(jí)；掃描規(guī)劃單元，其使用所述標(biāo)準(zhǔn)畫質(zhì)等級(jí)來 算出作為目標(biāo)的圖像噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差即目標(biāo)畫質(zhì)等級(jí)，算出達(dá)成該目標(biāo)畫質(zhì)等級(jí)的掃描管電 流，使用該掃描管電流來設(shè)定正式攝影時(shí)的攝影條件；和控制單元，其遵照設(shè)定的所述攝影 條件來控制所述X射線管、所述X射線檢測器以及所述圖像重構(gòu)單元的動(dòng)作。
[0021] 另外，提供一種管電流決定方法，決定X射線CT裝置在攝影時(shí)使用的掃描管電流， 其特征在于，具備：畫質(zhì)等級(jí)受理步驟，受理在以特定管電壓拍攝預(yù)先確定的尺寸的標(biāo)準(zhǔn)被 檢體的情況下的特定攝影條件下要滿足的圖像噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差，作為標(biāo)準(zhǔn)畫質(zhì)等級(jí)；目標(biāo)畫 質(zhì)等級(jí)算出步驟，使用所述標(biāo)準(zhǔn)畫質(zhì)等級(jí)來算出作為目標(biāo)的圖像噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差即目標(biāo)畫質(zhì) 等級(jí)；和管電流決定步驟，算出達(dá)成算出的所述目標(biāo)畫質(zhì)等級(jí)的掃描管電流，根據(jù)所算出的 掃描管電流來決定在正式攝影中使用的管電流。
[0022] 發(fā)明效果
[0023] 根據(jù)本發(fā)明，在通過設(shè)定目標(biāo)圖像SD并決定滿足該目標(biāo)圖像SD的攝影條件（管 電流）來進(jìn)行射線量控制從而抑制被檢體的受照劑量的X射線CT裝置中，能不使操作性惡 化地得到具有高診斷能力的圖像。
【附圖說明】
[0024] 圖1是第1實(shí)施方式的X射線CT裝置的整體構(gòu)成圖。
[0025] 圖2是第1實(shí)施方式的對(duì)比度變化曲線的圖表。
[0026] 圖3是第1實(shí)施方式的攝影準(zhǔn)備處理的流程圖。
[0027] 圖4是第2實(shí)施方式的掃描規(guī)劃部的功能框圖。
[0028] 圖5是用于說明第2實(shí)施方式的評(píng)價(jià)指標(biāo)顯示的顯示例的說明圖。
[0029] 圖6是用于說明第2實(shí)施方式的評(píng)價(jià)指標(biāo)匯總顯示的顯示例的說明圖。
[0030] 圖7是用于說明第2實(shí)施方式的評(píng)價(jià)指標(biāo)匯總顯示的其它的顯示例的說明圖。
[0031] 圖8是第2實(shí)施方式的攝影準(zhǔn)備處理的流程圖。
[0032] 圖9是第3實(shí)施方式的掃描規(guī)劃部的功能框圖。
[0033] 圖10是用于說明第3實(shí)施方式的標(biāo)準(zhǔn)參考SD設(shè)定線的設(shè)定手法的說明圖。
[0034] 圖11是第3實(shí)施方式的攝影準(zhǔn)備處理的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 《第1實(shí)施方式》
[0036] 下面，說明應(yīng)用本發(fā)明的第1實(shí)施方式。下面在用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式的全 部附圖中，對(duì)具有同一功能的要素賦予同一符號(hào)，并省略其重復(fù)說明。
[0037] 首先，說明本實(shí)施方式的X射線CT裝置。X射線CT裝置具備對(duì)被檢體照射X射線 的X射線管、和檢測透過了被檢體的X射線的X射線檢測器。檢測出的X射線作為投影數(shù) 據(jù)而被輸出。所述X射線CT裝置是使對(duì)置的X射線管和X射線檢測器在被檢體的周圍旋 轉(zhuǎn)來收集來自多方向的投影數(shù)據(jù)、并通過反向投影來重構(gòu)被檢體的斷層像的裝置。
[0038] 在該X射線CT裝置中，有以1次的X射線曝射得到1個(gè)斷層像的單切片型X射線 CT裝置、和以1次的X射線曝射得到多個(gè)斷層像的多切片型X射線CT裝置。在單切片型X 射線CT裝置中，從X射線管照射扇形波束（fan beam)，用將眾多的X射線檢測元件排列成 1列即一維方向（通道方向）的X射線檢測器來測量被檢體透過后的X射線，從而得到被 檢體的投影數(shù)據(jù)。在多切片型X射線CT裝置中，從X射線管照射錐形波束（圓錐形或角錐 形波束），用將眾多的X射線檢測元件排列在二維方向（通道方向和列方向）的X射線檢 測器來測量被檢體透過后的X射線，從而得到被檢體的投影數(shù)據(jù)。1個(gè)視圖的投影數(shù)據(jù)由X 射線檢測器的通道數(shù)X列數(shù)份的數(shù)據(jù)構(gòu)成（單切片型X射線CT裝置的列數(shù)=1)。
[0039] 在掃描的方式中，已知軸向掃描、螺旋掃描等。另外，有X射線源的數(shù)量為1個(gè)的 單射線源型、和X射線源的數(shù)量為多個(gè)的多射線源型等。
[0040] 本實(shí)施方式的X射線CT裝置遵照操作者指定的畫質(zhì)等級(jí)，在開始掃描前決定不僅 考慮了圖像SD還考慮了被檢體的對(duì)比度變化的攝影條件，并以決定的攝影條件來進(jìn)行掃 描。本實(shí)施方式能應(yīng)用在掃描方式（軸向掃描、螺旋掃描）、切片型（單切片、多切片）、以 及射線源數(shù)（單射線源型、多射線源型）的任一者中，但在此，以應(yīng)用在單射線源型多切片 螺旋掃描方式的X射線CT裝置中的情況為例進(jìn)行說明。
[0041] 在圖1中示出本實(shí)施方式的X射線CT裝置的整體構(gòu)成圖。如本圖所示，本實(shí)施方 式的X射線CT裝置100具備掃描機(jī)架110和計(jì)算機(jī)裝置210。掃描機(jī)架110對(duì)被檢體190 照射X射線，收集透過了被檢體190的X射線的投影數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)裝置210進(jìn)行X射線CT 裝置100整體的動(dòng)作的控制，執(zhí)行各種掃描，并使用由掃描機(jī)架110收集的投影數(shù)據(jù)來進(jìn)行 CT圖像的重構(gòu)處理等的各種數(shù)據(jù)處理。
[0042] 掃描機(jī)架110具備：X射線管裝置120、X射線檢測部130、數(shù)據(jù)收集部140、高電壓 產(chǎn)生部150、X射線管旋轉(zhuǎn)控制部160、檢查床170、以及檢查床移動(dòng)控制部180。
[0043] X射線管裝置120具備：X射線管121、X射線濾波器122、以及補(bǔ)償濾波器123。X 射線管121是X射線源，使用從高電壓產(chǎn)生部150提供的電力，來對(duì)被檢體190照射X射線。 X射線濾波器122以及補(bǔ)償濾波器123是為了降低對(duì)被檢體190的受照劑量且使被檢體透 過后的X射線的強(qiáng)調(diào)恒定而設(shè)置的。
[0044] X射線檢測部130與X射線管裝置120對(duì)置配置，檢測透過了被檢體190的X射 線。X射線檢測部130具備多個(gè)X射線檢測元件，由這些X射線檢測元件檢測入射的X射 線，并輸出與檢測出的X射線的強(qiáng)度相應(yīng)的電信號(hào)。X射線檢測元件