專利名稱：放射線圖像攝影裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如利用X射線等放射線進(jìn)行圖像攝影的X射線CT裝置那樣的、一般使用放射線對(duì)被檢測(cè)體內(nèi)的放射線特性分布進(jìn)行圖像化的放射線攝影技術(shù)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，已知向被檢測(cè)體照射X射線，通過(guò)X射線檢測(cè)器檢測(cè)透過(guò)該被檢測(cè)體或在被檢測(cè)體內(nèi)散射的X射線，根據(jù)該X射線檢測(cè)輸出(X射線的光子數(shù))形成被檢測(cè)體的透視圖像、斷層像或三維圖像的X射線CT裝置。作為該X射線CT裝置，開(kāi)發(fā)出了錐形射束CT裝置。在通常的X射線CT裝置中，在Z方向上形成薄的X射線射束，被稱為扇形射束。而與此相對(duì)，在錐形射束CT(以下稱為CBCT)中，使用被稱為錐形射束的也在Z方向上擴(kuò)展的X射線射束。
在此，在CT中公知在180度+扇形角上掃描的半掃描技術(shù)。在該半掃描技術(shù)中，在要開(kāi)始測(cè)量時(shí)，在安裝了X射線發(fā)生源和X射線檢測(cè)器的機(jī)架不位于規(guī)定的旋轉(zhuǎn)位置(0°、90°、180°、270°的任意一個(gè)位置)的情況下，等待機(jī)架到達(dá)該規(guī)定的旋轉(zhuǎn)位置，然后再開(kāi)始測(cè)量。因此，相對(duì)于要開(kāi)始測(cè)量的時(shí)間，測(cè)量開(kāi)始的時(shí)間是不定的，時(shí)間的設(shè)置精度差。即，為了針對(duì)檢查對(duì)象的被檢測(cè)體得到斷層像，而將被檢測(cè)體插入到機(jī)架的開(kāi)口部分，使機(jī)架在被檢測(cè)體的周圍旋轉(zhuǎn)360度，從預(yù)定的測(cè)量開(kāi)始角度(例如由角度檢測(cè)器檢測(cè)出的0°、90°、180°、270°的任意一個(gè))開(kāi)始測(cè)量(攝影)。圖像處理裝置使用這樣得到的測(cè)量數(shù)據(jù)，進(jìn)行用于得到斷層像的圖像再構(gòu)成計(jì)算。由此，將通過(guò)掃描測(cè)量的數(shù)據(jù)設(shè)置為從上述一定的角度(0°、90°、180°、270°的任意一個(gè)角度)開(kāi)始的數(shù)據(jù)，而進(jìn)行該圖像再構(gòu)成計(jì)算。
對(duì)于該“開(kāi)始”，由于在半掃描法下的圖像再構(gòu)成中用0°～180°的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像再構(gòu)成，所以是其最初的0°相當(dāng)?shù)奈恢?。即，在現(xiàn)有例子中，該0°相當(dāng)?shù)奈恢檬亲鳛闄C(jī)架的絕對(duì)角度的0°、90°、180°、270°的4個(gè)中的任意一個(gè)。
在專利第03347765號(hào)公報(bào)(以下稱為文獻(xiàn)1)中提出了用于實(shí)現(xiàn)它的技術(shù)。根據(jù)文獻(xiàn)1，得到附加了檢測(cè)出的機(jī)架的角度的測(cè)量數(shù)據(jù)，根據(jù)附加在測(cè)量數(shù)據(jù)中的角度取得0°～360°或0°～180°的數(shù)據(jù)的開(kāi)始角度位置、從該開(kāi)始角度位置的360°或180°的數(shù)據(jù)。因此，能夠?qū)y(cè)量開(kāi)始位置自由地設(shè)置為0°、90°、180°、270°以外的角度。進(jìn)而，即使是沒(méi)有到達(dá)這些0°、90°、180°、270°的各位置的角度θ(0°＜θ＜90°、90°＜θ＜180°、180°＜θ＜270°、270°＜θ＜360°)，如果開(kāi)始測(cè)量，則可以將該測(cè)量開(kāi)始位置設(shè)置為360°量或180°量的數(shù)據(jù)的測(cè)量開(kāi)始位置。
另一方面，對(duì)于使用了半掃描的心臟成像，在特開(kāi)2001-224588號(hào)公報(bào)(以下稱為文獻(xiàn)2)中提出了使用切片型成像系統(tǒng)對(duì)具有周期運(yùn)動(dòng)的患者的身體部位(心臟)進(jìn)行圖像化的技術(shù)。軸向(axle)的“半掃描(half scan)”被分割為N個(gè)扇區(qū)(在此，N為正整數(shù)，例如大于等于2)。另外，“半掃描”是指在180度加上1扇形角度的角度的視域(view)角度范圍內(nèi)執(zhí)行掃描。根據(jù)文獻(xiàn)2，通過(guò)至少在N次的心跳周期內(nèi)，在患者的心跳周期的對(duì)應(yīng)部分中收集與N個(gè)扇區(qū)各自對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)，從而至少收集表示1個(gè)半掃描的圖像數(shù)據(jù)。在該公知技術(shù)中，在一個(gè)心跳周期中收集的扇區(qū)正好是一個(gè)。另外，在成像系統(tǒng)是多切片型的成像系統(tǒng)的情況下，在一個(gè)心跳周期中收集的每個(gè)切片的扇區(qū)正好是一個(gè)。在一個(gè)心跳周期中取得的各扇區(qū)由于是在比較短的時(shí)間內(nèi)在實(shí)質(zhì)上與該心跳周期相同的部分內(nèi)收集到的，所以通過(guò)使從不同的心跳周期的這些部分得到的接受了這些短時(shí)間掃描的扇區(qū)合成，來(lái)降低最終圖像中的運(yùn)動(dòng)偽像(artifact)。在此，“實(shí)質(zhì)上與心跳周期相同的部分”是指由于心跳周期的這些部分內(nèi)的心臟的位置是一樣的而沒(méi)有差別，所以不會(huì)由于心臟的位置的不同而產(chǎn)生對(duì)于診斷和醫(yī)療目的來(lái)說(shuō)是重要的組合圖像的劣化。至少到收集到表示一個(gè)圖像切片的半掃描的圖像數(shù)據(jù)為止，反復(fù)進(jìn)行對(duì)放射線源進(jìn)行柵驅(qū)動(dòng)的步驟和收集圖像數(shù)據(jù)的扇區(qū)的步驟。
進(jìn)而，根據(jù)特開(kāi)2002-355241號(hào)公報(bào)(以下稱為文獻(xiàn)3)，在使用了半掃描的成像中，對(duì)于CT數(shù)據(jù)的集合，根據(jù)存在于相鄰的投影視域內(nèi)的最大不一致度而導(dǎo)入因被檢測(cè)體的移動(dòng)而造成的偽像。例如，在全掃描中，典型地將在掃描的開(kāi)始和結(jié)束之間的不一致設(shè)想為最差情況下的狀態(tài)。在掃描具有循環(huán)運(yùn)動(dòng)(并不一定只限于定期的)的被檢測(cè)體的情況下，如果被檢測(cè)體在掃描的開(kāi)始時(shí)和結(jié)束時(shí)處于大致相同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則運(yùn)動(dòng)偽像最小。即，可知在運(yùn)動(dòng)的周期和與半掃描和全掃描對(duì)應(yīng)的機(jī)架速度的周期正確地一致的情況下，運(yùn)動(dòng)偽像最小。所以，為了使運(yùn)動(dòng)偽像最小，而提出了在收集了多個(gè)投影視域后再?zèng)Q定開(kāi)始投影視域。即，確定在再構(gòu)成中使用的最初和最后的視域之間的差，將使該差為最小那樣的視域選擇為開(kāi)始視域。例如，通過(guò)差分投影，確定使運(yùn)動(dòng)誘發(fā)性偽像為最小那樣的半掃描的開(kāi)始角度。
由上述文獻(xiàn)1～3所提出的技術(shù)通過(guò)從由X射線攝影得到的旋轉(zhuǎn)一圈的數(shù)據(jù)中確定適當(dāng)?shù)陌霋呙柘喈?dāng)?shù)臄?shù)據(jù)并用于再構(gòu)成中，從而降低因被拍攝體運(yùn)動(dòng)和患者拍動(dòng)造成的偽像的產(chǎn)生。因此，為了得到半掃描的數(shù)據(jù)，需要使機(jī)架旋轉(zhuǎn)一圈或一圈以上。另一方面，從降低對(duì)被檢者的負(fù)擔(dān)和降低體動(dòng)錯(cuò)誤的影響的觀點(diǎn)來(lái)看，理想的是使攝影時(shí)間短，因此需要提高機(jī)架的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)對(duì)應(yīng)。
另一方面，在CBCT中，如果要通過(guò)一次掃描來(lái)攝影肺部那樣的大器官，則要將錐形角限制減小為不產(chǎn)生再構(gòu)成錯(cuò)誤的程度，因此必須將FDD(焦點(diǎn)檢測(cè)器距離)增大到2.5m左右。在該情況下，產(chǎn)生了以下的課題(1)機(jī)架成為大型，在現(xiàn)在流通使用的臥位型的CT中難以放置在室內(nèi)，另外，由于在旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生很大的離心力，所以無(wú)法使攝影系統(tǒng)高速地旋轉(zhuǎn)，(2)如果是使被拍攝體旋轉(zhuǎn)的類型(被拍攝體旋轉(zhuǎn)型)，則掃描時(shí)間成為5～10秒/圈。
特別在被拍攝體旋轉(zhuǎn)型中，為了減小體動(dòng)錯(cuò)誤，也極其希望利用掃描時(shí)間短的半掃描。進(jìn)而，為了降低患者的輻射，也希望不使用從一圈旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)中選擇半掃描數(shù)據(jù)那樣的上述的現(xiàn)有技術(shù)的方法，而需要一種在適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)下執(zhí)行半掃描量的攝影本身的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述課題而提出的，其目的在于適當(dāng)?shù)乜刂朴糜谌〉迷贅?gòu)成圖像用的半掃描數(shù)據(jù)的攝影定時(shí)，例如通過(guò)一次半掃描也能夠取得適合于圖像構(gòu)成的數(shù)據(jù)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的放射線圖像攝影裝置具備以下的結(jié)構(gòu)。即，是一種具有產(chǎn)生放射線的放射線源和檢測(cè)該放射線的放射線量的檢測(cè)器的放射線圖像攝影裝置，具備使被檢測(cè)體相對(duì)于從上述放射線源向上述檢測(cè)器的方向照射的放射線相對(duì)地旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置；在基于上述旋轉(zhuǎn)裝置的規(guī)定的旋轉(zhuǎn)區(qū)間中，通過(guò)上述檢測(cè)器取得用于圖像再構(gòu)成的放射線量數(shù)據(jù)的取得裝置；指定與上述旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)軸垂直的希望的觀察方向的指定裝置；根據(jù)由上述指定裝置指定的觀察方向，決定上述取得裝置的上述規(guī)定的旋轉(zhuǎn)區(qū)間的位置的決定裝置。
是一種具有產(chǎn)生放射線的放射線源和檢測(cè)該放射線的放射線量的檢測(cè)器的放射線圖像攝影裝置，具備使用于使被檢測(cè)體旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)相對(duì)于從上述放射線源向上述檢測(cè)器的方向照射的放射線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置；在基于上述旋轉(zhuǎn)裝置的規(guī)定的旋轉(zhuǎn)區(qū)間中，通過(guò)上述檢測(cè)器取得用于圖像再構(gòu)成的放射線量數(shù)據(jù)的取得裝置，其中將具有用于壓住被檢測(cè)體的前面、側(cè)面或背面的面的構(gòu)造體固定在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，在將上述構(gòu)造體的面正對(duì)著上述放射線源的旋轉(zhuǎn)位置作為0度的情況下，至少可以從0度、45度、90度中指定上述規(guī)定的旋轉(zhuǎn)區(qū)間的開(kāi)始位置。
將通過(guò)以下的說(shuō)明及其具有附圖標(biāo)記的相關(guān)附圖了解本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1A～圖1C是用于說(shuō)明本實(shí)施例的概念的圖。
圖2A～圖2B是說(shuō)明本實(shí)施例的X射線攝影裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是本實(shí)施例的X射線攝影裝置的系統(tǒng)框圖。
圖4是說(shuō)明本實(shí)施例的X射線攝影裝置的動(dòng)作的流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1A～圖1C是用于說(shuō)明本實(shí)施例的概念的圖，表示了胸部的軸向圖像、半掃描(180度+扇形角)中的數(shù)據(jù)收集開(kāi)始位置(START)和結(jié)束位置(END)、根據(jù)由該半掃描得到的數(shù)據(jù)再構(gòu)成的與體軸平行的斷面像相關(guān)的適合的觀察方向。在半掃描中，如果產(chǎn)生體動(dòng)，則在軸向圖像中START方向和END方向的數(shù)據(jù)顯著地不一致，在連接START位置和END位置的方向上產(chǎn)生線形的偽像。例如，如果以圖1A為例，則產(chǎn)生沿著橫方向的線形的偽像。另外，在圖1B的情況下，在上下方向上產(chǎn)生線形的偽像，在圖1C的情況下，在斜方向上產(chǎn)生線形的偽像。
在此，在軸向圖像中觀察所謂“產(chǎn)生線形的偽像”的現(xiàn)象的情況下，圖像中的偽像產(chǎn)生并不依存于半掃描的開(kāi)始位置。即，只有偽像的線的方向不同，而偽像的強(qiáng)弱依存于體動(dòng)的多寡。但是，根據(jù)半掃描數(shù)據(jù)再構(gòu)成的頂面(coronal)圖像和徑向(sagittal)圖像上的因體動(dòng)造成的偽像則依存于半掃描的開(kāi)始位置。例如，在圖1A所示的半掃描中，如果產(chǎn)生體動(dòng)則成為橫線的偽像，在用徑向圖像觀察的情況下，該橫線被觀察為對(duì)比度高的圖案。但是，在用頂面圖像觀察的情況下，該橫線被觀察為對(duì)比度低的圖案。其理由是在作成徑向圖像和頂面圖像時(shí)，具有某種程度的厚度地作成并觀察頂面圖像，由于觀察厚度量的平均化而對(duì)比度產(chǎn)生變化。即，在圖1A的情況下，在徑向圖像中，為了在START-END方向上進(jìn)行補(bǔ)足而強(qiáng)調(diào)了偽像，在頂面圖像中，為了在與START-END方向平行的方向上進(jìn)行補(bǔ)足而減弱了偽像。同樣，在圖1B和圖1C的半掃描中，也存在因體動(dòng)造成的偽像的對(duì)比度降低的方向。即，如果決定觀察方向，則要決定對(duì)其適合的半掃描的開(kāi)始位置(START)、結(jié)束位置(END)。
更一般地說(shuō)，通過(guò)決定半掃描的區(qū)間使得將半掃描的開(kāi)始位置(START)和結(jié)束位置(END)連接起來(lái)的線的方向與觀察方向垂直，能夠在從該觀察方向得到的圖像中降低偽像的對(duì)比度。即，通過(guò)將觀察方向與從放射線源的放射線照射方向垂直的旋轉(zhuǎn)位置設(shè)置為上述半掃描的區(qū)間的開(kāi)始位置，來(lái)降低指定的觀察方向的圖像中的偽像的對(duì)比度。另外，如圖1C所示那樣，在針對(duì)從2個(gè)觀察方向得到的圖像降低偽像的對(duì)比度的情況下，可以設(shè)置半掃描的區(qū)間，使得將半掃描的開(kāi)始位置(START)和結(jié)束位置(END)連接起來(lái)的線的方向與將這2個(gè)觀察方向所成的角度2等分的線垂直。即，可以將對(duì)指定的2個(gè)觀察方向所成的角度2等分的方向與從放射線源的放射線照射方向垂直的旋轉(zhuǎn)位置設(shè)置為半掃描的開(kāi)始位置。另外，在指定了3個(gè)或3個(gè)以上的觀察方向的情況下，可以將這些觀察方向中的兩端的觀察方向作為上述2個(gè)觀察方向處理。通過(guò)用以上那樣的方法決定半掃描的位置，也能夠?qū)?yīng)頂面圖像和徑向圖像以外的觀察方向。
另外，如下這樣定義上述觀察方向和照射方向?？梢愿鶕?jù)例如后面圖2A、圖2B中所述那樣的旋轉(zhuǎn)臺(tái)15上固定的胸?fù)醢?3的面的方向，決定觀察方向。在使用了胸?fù)醢?3的情況下，與擋在胸部的面垂直的方向是徑向，與面平行的方向是頂向。如果代替胸?fù)醢宥褂帽硴醢逡惨粯印Ａ硗?，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)15上設(shè)置了壓住體側(cè)面那樣的擋板的情況下，與擋板的面垂直的方向是頂向。照射方向是將X射線產(chǎn)生部件11和二維檢測(cè)器12連接起來(lái)的方向。旋轉(zhuǎn)臺(tái)15和胸?fù)醢?3的關(guān)系是固定的。因此，在本實(shí)施例中，例如將圖2A所示那樣的胸?fù)醢?3的與胸部接觸的面和X射線產(chǎn)生部件11正對(duì)的狀態(tài)作為旋轉(zhuǎn)臺(tái)15的旋轉(zhuǎn)角的0度，測(cè)量旋轉(zhuǎn)角。在該情況下，在旋轉(zhuǎn)臺(tái)為0度或180度的位置上，被檢測(cè)體的方向相對(duì)于X射線產(chǎn)生部件11成為朝向正面(前面或背面)的方向，在90度或270度的位置上成為朝向側(cè)面(右側(cè)面或左側(cè)面)的方向。即，通過(guò)旋轉(zhuǎn)臺(tái)15的旋轉(zhuǎn)角度的檢測(cè)，來(lái)檢測(cè)出半掃描的開(kāi)始位置和結(jié)束位置。
以下，詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例的X射線攝影裝置。
圖2A～圖2B是展示本實(shí)施例的X射線攝影裝置的結(jié)構(gòu)例子的圖。從X射線產(chǎn)生部件(X射線焦點(diǎn))11發(fā)射出的X射線在透過(guò)了被拍攝體16后，并通過(guò)胸?fù)醢?3和散射線除去柵(未圖示)后，到達(dá)二維檢測(cè)器12。二維檢測(cè)器12由半導(dǎo)體傳感器構(gòu)成，例如1個(gè)像素是250×250μm，傳感器外形是43×43cm。在該情況下，像素?cái)?shù)成為1720×1720像素。由二維檢測(cè)器12取得的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)送到再構(gòu)成部件14執(zhí)行圖像再構(gòu)成。通過(guò)幾何學(xué)地配置X射線焦點(diǎn)11和二維檢測(cè)器12，決定扇形角和錐形角。在本實(shí)施例中，由于使用正方形的二維檢測(cè)器12，所以扇形角和錐形角相同。
圖3是展示本實(shí)施例的X射線攝影裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的框圖。在本實(shí)施例中，系統(tǒng)整體由一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成，但并不限于此。BUS24是計(jì)算機(jī)的內(nèi)部總線，經(jīng)由該BUS24在該系統(tǒng)內(nèi)的各部分之間進(jìn)行控制信號(hào)和數(shù)據(jù)的發(fā)送接收?？刂撇考?8包含未圖示的CPU和存儲(chǔ)器(ROM、RAM)，通過(guò)由CPU執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的控制程序，來(lái)執(zhí)行各種處理。接口部件21向控制部件18傳送來(lái)自用戶的各種指示?？刂撇考?8根據(jù)來(lái)自接口部件21的各種指示執(zhí)行各種處理。例如，如果從接口部件21指示了主要從哪個(gè)方向觀察再構(gòu)成的圖像(觀察方向)，則在觀察方向設(shè)置部件17中設(shè)置所指示的觀察方向。如果根據(jù)觀察方向設(shè)置部件17所設(shè)置的觀察方向決定了半掃描的數(shù)據(jù)收集開(kāi)始位置，則在接口部件21中進(jìn)行攝影準(zhǔn)備完畢的顯示(未圖示)。然后，如果由用戶發(fā)出了開(kāi)始攝影的指示，則根據(jù)來(lái)自控制部件18的指示，裝載了被拍攝體16的旋轉(zhuǎn)臺(tái)15開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。另外，也可以通過(guò)控制部件18的CPU來(lái)執(zhí)行觀察方向設(shè)置部件17、接口部件21、再構(gòu)成部件14等的處理的一部分或全部。
控制部件18通過(guò)例如監(jiān)視從旋轉(zhuǎn)臺(tái)15產(chǎn)生的編碼信號(hào)(未圖示)，來(lái)檢測(cè)旋轉(zhuǎn)臺(tái)15的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)位置。控制部件18確認(rèn)旋轉(zhuǎn)臺(tái)15是否達(dá)到了規(guī)定的速度和角度。在達(dá)到規(guī)定的一定速度，并達(dá)到了上述決定的數(shù)據(jù)收集開(kāi)始位置的時(shí)刻，向X射線產(chǎn)生部件11發(fā)送信號(hào)，開(kāi)始X射線照射。另外，在數(shù)據(jù)的積分定時(shí)的決定中也使用編碼信號(hào)。
在使用臺(tái)每旋轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生25000個(gè)脈沖的編碼器的情況下，如果針對(duì)旋轉(zhuǎn)一圈而收集1000個(gè)視域的投影數(shù)據(jù)，則針對(duì)編碼信號(hào)的每25個(gè)脈沖，從二維檢測(cè)器12收集數(shù)據(jù)。在控制部件18中，對(duì)該編碼脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，對(duì)每25個(gè)脈沖產(chǎn)生積分信號(hào)，并計(jì)數(shù)到達(dá)二維檢測(cè)器12的X射線量。在本實(shí)施例中，設(shè)想連續(xù)產(chǎn)生X射線，但并不只限于此，也可以根據(jù)該編碼信號(hào)，與二維檢測(cè)器12的積分區(qū)間一致地產(chǎn)生脈沖狀的X射線。來(lái)自二維檢測(cè)器12的數(shù)據(jù)經(jīng)由BUS24被逐次地轉(zhuǎn)送到再構(gòu)成部件14。到旋轉(zhuǎn)臺(tái)15旋轉(zhuǎn)規(guī)定的旋轉(zhuǎn)角度，收集到規(guī)定的視域數(shù)為止，持續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)送。在X射線照射結(jié)束之后，馬上收集最后的投影數(shù)據(jù)。在本實(shí)施例中，積分和(狹義的)數(shù)據(jù)收集偏離1幀，在對(duì)第N張的放射線進(jìn)行積分的期間通過(guò)AD轉(zhuǎn)換等并行地對(duì)第N-1張的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化(狹義的數(shù)據(jù)收集)。因此，在與最后的圖像對(duì)應(yīng)的照射(積分)結(jié)束之后，馬上進(jìn)行最后的數(shù)據(jù)收集。收集到的投影數(shù)據(jù)由再構(gòu)成部件14再構(gòu)成為點(diǎn)陣數(shù)據(jù)。
再構(gòu)成部件14執(zhí)行前處理、濾波處理、逆投影處理。在前處理中，執(zhí)行偏移處理、LOG轉(zhuǎn)換、增益修正、缺陷修正。另外，在濾波處理中，一般使用拉瑪簡(jiǎn)得蘭(Ramachandran)函數(shù)或謝普羅干(Shepp-Logan)函數(shù)，在本實(shí)施例中也使用它們。對(duì)濾波處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行逆投影處理。可以使用例如費(fèi)爾德坎普(Feldkamp)算法來(lái)實(shí)現(xiàn)從這些濾波處理到逆投影處理的算法。如果逆投影處理結(jié)束，再構(gòu)成了CT的斷面圖像，則將斷面顯示在圖像顯示部件19上。
在此，再構(gòu)成算法使用費(fèi)爾德坎普算法，但并不限于此。在與費(fèi)爾德坎普算法有關(guān)的參考文獻(xiàn)中，有費(fèi)爾德坎普(Feldkamp)和戴維斯(Davis)以及克雷斯(Kress)記載的方法(“實(shí)用錐形光束算法”“Practical Cone-Beam Algorithm”)，J.Opt.Soc.Am.A1，612～619，1984。
接著，使用圖4所示的本實(shí)施例的流程圖，說(shuō)明本實(shí)施例的X射線攝影裝置的動(dòng)作。
首先，通過(guò)接口部件21，由用戶設(shè)置觀察方向(步驟S100)。在觀察方向的設(shè)置中，有由醫(yī)生等用戶直接指定觀察方向的情況和指定攝影部位的情況。在直接輸入觀察方向的情況下，例如從以下3種中選擇(1)只有頂面，(2)只有徑向，(3)頂面和徑向。通過(guò)該觀察方向的輸入，如以下表1所示那樣地決定數(shù)據(jù)收集開(kāi)始位置。當(dāng)然，也可以用角度輸入觀察方向。例如，在頂面的情況下是0度，在徑向的情況下是90度，可以指定其間的希望的角度(0度～90度)。
表1

表2表示通過(guò)攝影部位的指定來(lái)決定數(shù)據(jù)收集開(kāi)始位置的情況。胸部圖像一般大多用與X射線攝影同樣的方向的頂面圖像進(jìn)行診斷，而頭部或腹部圖像一般沒(méi)有方向性。
表2

另外，可以作為表將表1和表2保存在控制部件18的存儲(chǔ)器內(nèi)，根據(jù)來(lái)自接口部件21的指示來(lái)設(shè)置使用哪個(gè)表。另外，也可以針對(duì)每個(gè)委托攝影的醫(yī)生作成并保存表1、表2那樣的表。在該情況下，例如通過(guò)從接口部件21輸入醫(yī)生的ID，來(lái)選擇與該醫(yī)生對(duì)應(yīng)的表，并與指定的觀察方向和攝影部位對(duì)應(yīng)地決定數(shù)據(jù)收集開(kāi)始位置。
接著，將作為被拍攝體16的被檢測(cè)者放置到旋轉(zhuǎn)臺(tái)15上，如果經(jīng)由接口部件21輸入了攝影開(kāi)始的指示，則根據(jù)來(lái)自控制部件18的指示，旋轉(zhuǎn)臺(tái)15開(kāi)始旋轉(zhuǎn)(步驟S101、S102)。控制部件18監(jiān)視從旋轉(zhuǎn)臺(tái)15產(chǎn)生的編碼信號(hào)(未圖示)，確認(rèn)是否達(dá)到規(guī)定的一定速度和所設(shè)置的數(shù)據(jù)收集開(kāi)始位置(開(kāi)始角度)(步驟S103)。如上所述，旋轉(zhuǎn)臺(tái)15的角度是以圖2A的狀態(tài)為0度測(cè)量的。因此，從正面開(kāi)始攝影的情況下的開(kāi)始角度為0度(或180度)，從側(cè)面開(kāi)始攝影的情況下的開(kāi)始角度為90度(或270度)，從側(cè)面的45度位置開(kāi)始攝影的情況下的開(kāi)始角度為45度(或135度、225度、315度)。在達(dá)到了規(guī)定的一定速度、開(kāi)始角度的時(shí)刻，向X射線產(chǎn)生部件11發(fā)送信號(hào)，開(kāi)始X射線照射(步驟S104)。如上所述，在數(shù)據(jù)的積分定時(shí)的決定中也使用該編碼信號(hào)。在本實(shí)施例中，使用臺(tái)每旋轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生25000個(gè)脈沖的編碼器，針對(duì)旋轉(zhuǎn)一圈收集1000個(gè)視域的投影數(shù)據(jù)。因此，針對(duì)編碼信號(hào)的每25個(gè)脈沖從二維檢測(cè)器12收集數(shù)據(jù)。在控制部件18中，對(duì)該編碼信號(hào)的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，對(duì)每25個(gè)脈沖產(chǎn)生積分信號(hào)，計(jì)數(shù)到達(dá)二維檢測(cè)器12的X射線量(步驟S105)。即，在25個(gè)脈沖的周期下，進(jìn)行基于檢測(cè)器的積分的開(kāi)始和積分值的讀出。另外，在本實(shí)施例中，設(shè)想了連續(xù)地產(chǎn)生X射線，但并不只限于此，也可以根據(jù)該編碼信號(hào)，與二維檢測(cè)器12的積分區(qū)間一致地產(chǎn)生脈沖狀的X射線。
來(lái)自二維檢測(cè)器12的數(shù)據(jù)經(jīng)由BUS24逐次地被轉(zhuǎn)送到再構(gòu)成部件14。到旋轉(zhuǎn)臺(tái)15旋轉(zhuǎn)規(guī)定的旋轉(zhuǎn)角度，收集到規(guī)定的視域數(shù)為止，持續(xù)地進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)送(步驟S106)。如果旋轉(zhuǎn)臺(tái)15旋轉(zhuǎn)了規(guī)定的旋轉(zhuǎn)角度并達(dá)到規(guī)定的視域數(shù)，則控制部件18使X射線產(chǎn)生部件11的X射線照射停止(步驟S107)。然后，一邊使旋轉(zhuǎn)臺(tái)15減速，一邊到停止為止進(jìn)行控制(步驟S108)。
在X射線照射結(jié)束之后，馬上將最后的投影數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到再構(gòu)成部件14?？刂撇考?8向再構(gòu)成部件14指示基于收集到的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行再構(gòu)成處理。另外，在本實(shí)施例中，針對(duì)每個(gè)幀(每個(gè)方向的圖像)進(jìn)行再構(gòu)成。因此，如果再構(gòu)成處理電路是高速的，則可以同時(shí)并行地進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和再構(gòu)成，并與數(shù)據(jù)收集結(jié)束幾乎同時(shí)地完成再構(gòu)成。另外，當(dāng)然也可以在全體的數(shù)據(jù)收集結(jié)束后再開(kāi)始再構(gòu)成(步驟S109)。另外，再構(gòu)成部件14通過(guò)上述處理對(duì)CT的斷面圖像進(jìn)行再構(gòu)成，并將再構(gòu)成的斷面像顯示在圖像顯示部件19上，結(jié)束本處理(步驟S110、S111)。另外，在步驟S109中再構(gòu)成的斷面圖像也可以是從在步驟S100中設(shè)置的觀察方向的斷面圖像。
如以上說(shuō)明的那樣，根據(jù)本實(shí)施例，著眼于如果進(jìn)行半掃描并從特定的觀察方向開(kāi)始，則能夠提供因體動(dòng)造成的偽像的影響小的觀察圖像，在錐形射束CT裝置中，自動(dòng)地決定適用于圖像的觀察方法的半掃描的開(kāi)始位置。特別地如果考慮到能夠通過(guò)CBCT收集等方位的圖像的情況，則頂面圖像、徑向圖像的診斷是有效的。因此，通過(guò)使頂面圖像優(yōu)先或者使徑向圖像優(yōu)先，并控制半掃描的開(kāi)始位置，能夠?qū)τ趦?yōu)先的圖像成為適合的掃描。
另外，在上述實(shí)施例中，根據(jù)觀察方向或觀察部位的指定決定數(shù)據(jù)收集開(kāi)始位置，但在例如胸部攝影專用的情況等下，也可以直接設(shè)置0度、45度、90度那樣的角度。另外，在上述各實(shí)施例中，由于將胸?fù)醢?3固定在旋轉(zhuǎn)臺(tái)15上，所以旋轉(zhuǎn)臺(tái)15的旋轉(zhuǎn)位置以該胸?fù)醢?3的位置為基準(zhǔn)。在該情況下，也可以構(gòu)成為將胸?fù)醢?3正對(duì)著放射線源的位置作為0度(正面位置)。另外，例如在將正面位置作為數(shù)據(jù)收集開(kāi)始位置這樣的情況下，理想的是設(shè)置旋轉(zhuǎn)開(kāi)始時(shí)的位置，使得在旋轉(zhuǎn)臺(tái)15開(kāi)始旋轉(zhuǎn)并達(dá)到定速后，旋轉(zhuǎn)位置到達(dá)正面位置。
根據(jù)本發(fā)明，能夠適當(dāng)?shù)乜刂朴糜谌〉迷贅?gòu)成圖像用的半掃描數(shù)據(jù)的攝影定時(shí)，例如，即使進(jìn)行一次半掃描也能夠取得適合于圖像再構(gòu)成的數(shù)據(jù)。
另外，也包含以下的情況將實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的功能的軟件的程序(與在實(shí)施例中圖示的流程圖對(duì)應(yīng)的程序)直接或者遠(yuǎn)隔地提供給系統(tǒng)或裝置，由該系統(tǒng)或裝置的計(jì)算機(jī)讀出并執(zhí)行該提供的程序代碼，來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
因此，為了通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的功能處理，安裝在該計(jì)算機(jī)中的程序代碼自身也實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明。即，本發(fā)明也包含用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的功能處理的計(jì)算機(jī)程序自身。
在該情況下，如果具有程序的功能，則也可以是目標(biāo)代碼、由解釋器執(zhí)行的程序、提供給OS的腳本數(shù)據(jù)等的形式。
作為用于提供程序的記錄介質(zhì)，例如有軟盤(注冊(cè)商標(biāo))、硬盤、光盤、光磁盤、MO、CD-ROM、CD-R、CD-RW、磁帶、非易失性存儲(chǔ)卡、ROM、DVD(DVD-ROM、DVD-R)等。
作為其他的程序提供方法，也可以通過(guò)使用客戶端計(jì)算機(jī)的瀏覽器與因特網(wǎng)的主頁(yè)連接，從該主頁(yè)向硬盤等記錄介質(zhì)下載本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序自身或壓縮的包含自動(dòng)安裝功能的文件，來(lái)進(jìn)行提供。另外，也可以通過(guò)將構(gòu)成本發(fā)明的程序的程序代碼分割為多個(gè)文件，從不同的主頁(yè)下載各個(gè)文件來(lái)實(shí)現(xiàn)。即，本發(fā)明也包含讓多個(gè)用戶下載用于用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的功能處理的程序文件的WWW服務(wù)器。
另外，也可以對(duì)本發(fā)明的程序進(jìn)行加密，存儲(chǔ)在CD-ROM等存儲(chǔ)介質(zhì)中發(fā)布給用戶，讓滿足規(guī)定的條件的用戶經(jīng)由因特網(wǎng)從主頁(yè)下載加密的解密密鑰信息，執(zhí)行通過(guò)使用該密鑰信息解密了的程序而安裝到計(jì)算機(jī)中來(lái)實(shí)現(xiàn)。
另外，除了通過(guò)由計(jì)算機(jī)執(zhí)行讀出的程序，來(lái)實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的功能以外，還可以根據(jù)該程序的指示，由在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的OS等執(zhí)行實(shí)際處理的一部分或全部，通過(guò)該處理實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的功能。
進(jìn)而，也可以在將從記錄介質(zhì)中讀出的程序?qū)懭氲讲迦胗?jì)算機(jī)中的功能擴(kuò)展板或與計(jì)算機(jī)連接的功能擴(kuò)展單元所具備的存儲(chǔ)器后，根據(jù)該程序的指示，由該功能擴(kuò)展板或功能擴(kuò)展單元所具備的CPU等執(zhí)行實(shí)際處理的一部分或全部，通過(guò)該處理來(lái)實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的功能。
在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行變形和組合，而這些變形和組合也實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的，所以也包含在本發(fā)明中。
權(quán)利要求
1.一種放射線圖像攝影裝置，是具有產(chǎn)生放射線的放射線源和檢測(cè)該放射線的放射線量的檢測(cè)器的放射線圖像攝影裝置，其特征在于包括使被檢測(cè)體相對(duì)于從上述放射線源向上述檢測(cè)器的方向照射的放射線相對(duì)地旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置；在基于上述旋轉(zhuǎn)裝置的規(guī)定的旋轉(zhuǎn)區(qū)間中，通過(guò)上述檢測(cè)器取得用于圖像再構(gòu)成的放射線量數(shù)據(jù)的取得裝置；指定與上述旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)軸垂直的希望的觀察方向的指定裝置；根據(jù)由上述指定裝置指定的觀察方向，決定上述取得裝置的上述規(guī)定的旋轉(zhuǎn)區(qū)間的位置的決定裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射線圖像攝影裝置，其特征在于上述旋轉(zhuǎn)裝置使被檢測(cè)體旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射線圖像攝影裝置，其特征在于上述決定裝置將上述觀察方向和從上述放射線源的放射線照射方向垂直的旋轉(zhuǎn)位置作為上述規(guī)定的旋轉(zhuǎn)區(qū)間的開(kāi)始位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射線圖像攝影裝置，其特征在于在作為上述觀察方向指定了2個(gè)或2個(gè)以上的觀察方向的情況下，將對(duì)交叉角度最大的2個(gè)觀察方向所成的角度進(jìn)行2等分的方向和從上述放射線源的放射線照射方向垂直的旋轉(zhuǎn)位置作為上述規(guī)定的旋轉(zhuǎn)區(qū)間的開(kāi)始位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射線圖像攝影裝置，其特征在于上述指定裝置具備讓用戶指定觀察方向的用戶接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射線圖像攝影裝置，其特征在于上述指定裝置具備讓用戶指定攝影部位的用戶接口，與經(jīng)由該用戶接口指定的攝影部位對(duì)應(yīng)地指定觀察方向。
7.一種放射線圖像攝影裝置，是具有產(chǎn)生放射線的放射線源和檢測(cè)該放射線的放射線量的檢測(cè)器的放射線圖像攝影裝置，其特征在于包括使用于使被檢測(cè)體旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)相對(duì)于從上述放射線源向上述檢測(cè)器的方向照射的放射線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置；在基于上述旋轉(zhuǎn)裝置的規(guī)定的旋轉(zhuǎn)區(qū)間中，通過(guò)上述檢測(cè)器取得用于圖像再構(gòu)成的放射線量數(shù)據(jù)的取得裝置，其中將具有用于壓住被檢測(cè)體的前面、側(cè)面或背面的面的構(gòu)造體固定在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，在將上述構(gòu)造體的面正對(duì)著上述放射線源的旋轉(zhuǎn)位置作為0度的情況下，至少可以從0度、45度、90度中指定上述規(guī)定的旋轉(zhuǎn)區(qū)間的開(kāi)始位置。
8.一種放射線圖像攝影裝置的控制方法，該放射線圖像攝影裝置具備產(chǎn)生放射線的放射線源、檢測(cè)該放射線的放射線量的檢測(cè)器、能夠使放置在其上的被檢測(cè)體相對(duì)于從上述放射線源向上述檢測(cè)器的方向照射的放射線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)，該控制方法的特征在于包括一邊從上述放射線源照射放射線，一邊使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)步驟；在上述旋轉(zhuǎn)步驟中的上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的規(guī)定的旋轉(zhuǎn)區(qū)間中，通過(guò)上述檢測(cè)器取得用于圖像再構(gòu)成的放射線量數(shù)據(jù)的取得步驟；指定與上述旋轉(zhuǎn)步驟中的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸垂直的希望的觀察方向的指定步驟；根據(jù)在上述指定步驟中指定的觀察方向，決定上述取得步驟中的上述規(guī)定的旋轉(zhuǎn)區(qū)間的位置的決定步驟。
9.一種放射線圖像攝影裝置的控制方法，該放射線圖像攝影裝置具備產(chǎn)生放射線的放射線源、檢測(cè)該放射線的放射線量的檢測(cè)器、能夠使放置在其上的被檢測(cè)體相對(duì)于從上述放射線源向上述檢測(cè)器的方向照射的放射線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)，該控制方法的特征在于包括一邊從上述放射線源照射放射線，一邊使上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)步驟；在上述旋轉(zhuǎn)步驟的規(guī)定的旋轉(zhuǎn)區(qū)間中，通過(guò)上述檢測(cè)器取得用于圖像再構(gòu)成的放射線量數(shù)據(jù)的取得步驟，其中將具有用于壓住被檢測(cè)體的胸部或背面的面的構(gòu)造體固定在上述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，在將上述構(gòu)造體的面正對(duì)著上述放射線源的旋轉(zhuǎn)位置作為0度的情況下，至少可以從0度、45度、90度中指定上述規(guī)定的旋轉(zhuǎn)區(qū)間的開(kāi)始位置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有產(chǎn)生放射線的放射線源、檢測(cè)該放射線的放射線量的檢測(cè)器的放射線圖像攝影裝置，使被檢測(cè)體相對(duì)于從放射線源向檢測(cè)器的方向照射的放射線相對(duì)地旋轉(zhuǎn)，在規(guī)定的旋轉(zhuǎn)區(qū)間中，通過(guò)檢測(cè)器取得用于圖像再構(gòu)成的放射線量的數(shù)據(jù)。這時(shí)，針對(duì)被檢測(cè)體，指定與旋轉(zhuǎn)軸垂直的希望的觀察方向，并根據(jù)指定的觀察方向決定上述規(guī)定的旋轉(zhuǎn)區(qū)間的位置。
文檔編號(hào)A61B6/00GK1690845SQ20051006528
公開(kāi)日2005年11月2日 申請(qǐng)日期2005年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月21日
發(fā)明者辻井修 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社