專利名稱：X射線ct裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及向被檢查者照射X射線來(lái)獲得X射線CT的X射線CT裝置，尤其涉及對(duì)被檢查者的照射劑量、以及被檢查者的被曝劑量的計(jì)測(cè)技木。
背景技術(shù)：
國(guó)際輻射防護(hù)委員會(huì)(ICRP)于2007年提議“不過(guò)渡地限制伴隨放射線輻射的活動(dòng)，能以適當(dāng)?shù)牡燃?jí)而使人和環(huán)境從放射線輻射的有害影響中得到防護(hù)”。該ICRP建議被推薦適用于圖像診斷中的醫(yī)療X射線被曝射。向醫(yī)療X射線被曝射的適用，需要計(jì)測(cè)X射線被曝劑量。在專利文獻(xiàn)I中，將在規(guī)定時(shí)間內(nèi)照射了規(guī)定量的X射線時(shí)的與被曝劑量相關(guān)的信息保存于保存部，由X射線劑量算出部算出到達(dá)了被重構(gòu)的X射線斷層像內(nèi)的各位置所對(duì)應(yīng)的所述被檢體的各部位的近似固定的X射線劑量，由被曝劑量分布算出部基干與被曝劑量相關(guān)的信息、和上述算出的到達(dá)了各部位的X射線劑量、和X射線照射時(shí)間，來(lái)算出在重構(gòu)X射線斷層像時(shí)照射出的X射線所引起的所述被檢體的被曝劑量分布，所以可以算出被檢體的各個(gè)部位的被曝劑量分布。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2005-74000號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題然而，在專利文獻(xiàn)I中，由于以近似固定的照射劑量為基準(zhǔn)來(lái)算出被曝劑量，因此內(nèi)臟器官或組織等CT斷層圖像內(nèi)的CT值不同的區(qū)域的個(gè)數(shù)越是增加，則被曝劑量算出所涉及的運(yùn)算量越増加。故此，被曝劑量算出的運(yùn)算處理時(shí)間變長(zhǎng)，評(píng)價(jià)被檢查者的被曝劑量需要時(shí)間這一應(yīng)解決的課題依然存在著。本發(fā)明的目的在于提供ー種能迅速地評(píng)價(jià)被檢查者的被曝劑量的X射線CT裝置。用于解決課題的技術(shù)方案為了達(dá)成上述目的，本發(fā) 明具備圖像重構(gòu)部，該圖像重構(gòu)部根據(jù)拍攝條件來(lái)獲取由X射線照射部照射到被檢查者的X射線的照射強(qiáng)度的分布、即照射X射線圖像，對(duì)所述照射X射線圖像和重構(gòu)圖像進(jìn)行投影變換，使用被投影變換的所述重構(gòu)圖像和與所述重構(gòu)圖像的生成區(qū)域?qū)?yīng)的照射X射線圖像來(lái)生成表示該被檢查者的被曝劑量的分布的圖像、SP被曝劑量圖像，并且算出所述被曝劑量發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠迅速地評(píng)價(jià)被檢查者的被曝劑量。


圖1是表示X射線CT裝置的整體構(gòu)成的圖。圖2是表示X射線CT裝置的構(gòu)成要素的圖。圖3是表示第I實(shí)施方式中的劑量評(píng)價(jià)處理的流程的流程圖。圖4是說(shuō)明第I實(shí)施方式中的照射劑量圖像生成處理的圖。圖5是表示第I實(shí)施方式中的被曝劑量圖像生成處理的流程的流程圖。圖6是說(shuō)明第I實(shí)施方式中的被曝劑量圖像生成處理的圖。圖7是顯示劑量評(píng)價(jià)信息的畫面的一例的圖。圖8是說(shuō)明第2實(shí)施方式中的照射劑量圖像生成處理的圖。圖9是表示第2實(shí)施方式中的被曝劑量圖像生成處理的流程的流程圖。圖10是說(shuō)明第2實(shí)施方 式中的被曝劑量圖像生成處理的圖。圖11是說(shuō)明第3實(shí)施方式中的累積照射劑量圖像生成處理的圖。圖12是說(shuō)明第4實(shí)施方式中的累積被曝劑量圖像生成處理的圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖，對(duì)本發(fā) 明的最優(yōu)實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。本發(fā)明在使用X射線CT裝置所進(jìn)行的圖像診斷中，對(duì)被曝劑量進(jìn)行評(píng)價(jià)。[第I實(shí)施方式]首先，參照?qǐng)D1、圖2，對(duì)本發(fā)明涉及的X射線CT裝置的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。如圖1所示，X射線CT裝置由拍攝單元1、操作單元2等構(gòu)成。拍攝單元I包括收納掃描儀主體的臺(tái)架100、和床臺(tái)裝置101。操作単元2對(duì)拍攝単元I進(jìn)行操作、控制。此夕卜，操作単元2進(jìn)行拍攝條件的輸入、圖像處理等。如圖2所示，臺(tái)架100由從被檢查者3的周圍照射X射線的X射線產(chǎn)生裝置102、收攏從X射線產(chǎn)生裝置102產(chǎn)生的X射線的線束的準(zhǔn)直儀裝置104、對(duì)透過(guò)被檢查者3的X射線進(jìn)行檢測(cè)的X射線檢測(cè)裝置103、對(duì)X射線產(chǎn)生裝置102施加高電壓的高電壓產(chǎn)生裝置105、對(duì)X射線檢測(cè)裝置103檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集的數(shù)據(jù)收集裝置106、使掃描儀圍繞被檢查者3的周圍旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置107等構(gòu)成。此外，準(zhǔn)直儀裝置104也可具備用于對(duì)X射線的照射分布進(jìn)行調(diào)整的補(bǔ)償濾波器等。操作單元2由輸入輸出裝置201、運(yùn)算裝置202、中央控制裝置200等構(gòu)成。輸入輸出裝置201由對(duì)圖像等的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示的顯示裝置211、操作者用于輸入拍攝條件等的輸入裝置212、對(duì)程序或裝置參數(shù)等的拍攝所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)的存儲(chǔ)裝置213等構(gòu)成。運(yùn)算裝置202由以拍攝単元I獲得的數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)來(lái)生成被檢查者3的重構(gòu)圖像等的圖像重構(gòu)裝置221、進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的解析等的圖像處理裝置222等構(gòu)成。中央控制裝置200根據(jù)來(lái)自操作者的操作指示，對(duì)拍攝単元1、操作単元2的各裝置進(jìn)行控制。X射線CT裝置所進(jìn)行的拍攝有:X射線產(chǎn)生裝置102和數(shù)據(jù)收集裝置106在臺(tái)架100內(nèi)ー邊旋轉(zhuǎn)ー邊進(jìn)行拍攝的旋轉(zhuǎn)拍攝、和X射線產(chǎn)生裝置102和數(shù)據(jù)收集裝置106在臺(tái)架內(nèi)100靜止地進(jìn)行拍攝的靜止拍攝。用于獲得被檢查者3的斷層圖像的斷層拍攝是基于旋轉(zhuǎn)拍攝的拍攝。此外，用于決定斷層拍攝的拍攝位置的定位掃描拍攝(scanogram)是基于靜止拍攝的拍攝。另外，斷層拍攝的拍攝軌道可以是圓軌道、螺旋軌道、圓軌道和螺旋軌道組合等的任意組合，但并不特別限定。在此，圖1以及圖2所示的由拍攝單元I和操作単元2構(gòu)成的X射線CT裝置能夠作為設(shè)置于其X射線CT裝置內(nèi)的顯示裝置或輸入輸出裝置等的各裝置之間以布線或網(wǎng)絡(luò)等電連接的X射線CT裝置發(fā)揮功能。進(jìn)而，在圖1的操作単元2所示那樣的工作站或臺(tái)式計(jì)算機(jī)那樣的數(shù)據(jù)處理裝置的情況下，這種裝置如以下那樣被置換。也就是說(shuō)，構(gòu)成操作單元2的輸入輸出裝置201為輸入輸出部，中央控制裝置200為控制部，運(yùn)算裝置202為運(yùn)算部。通過(guò)這種構(gòu)成，這種數(shù)據(jù)處理裝置與猶如一體式的獨(dú)立型裝置的構(gòu)成相同。同樣地，在圖1的拍攝單元I中，X射線產(chǎn)生裝置102為X射線產(chǎn)生部，準(zhǔn)直儀裝置104為準(zhǔn)直儀部，由X射線產(chǎn)生部和準(zhǔn)直儀部構(gòu)成的部件是X射線照射部，X射線檢測(cè)裝置103為X射線檢測(cè)部，高電壓產(chǎn)生裝置105為高電壓產(chǎn)生部，數(shù)據(jù)收集裝置106為數(shù)據(jù)收集部，驅(qū)動(dòng)裝置107為驅(qū)動(dòng)部。也就是說(shuō)，拍攝單元I由這些的各部、臺(tái)架100和床臺(tái)裝置101構(gòu)成。拍攝單元I以及操作単元2的各部位具有與上述裝置相同的功能。進(jìn)而，“X射線照射部”、“X射線檢測(cè)部”、“圖像重構(gòu)部”以及“顯示部”如下那樣進(jìn)行定義?！癤射線照射部”從被檢查者的周圍照射X射線，由從被檢查者3的周圍照射X射線的X射線產(chǎn)生部102、和收攏由X射線產(chǎn)生部102產(chǎn)生的X射線的線束的準(zhǔn)直儀部104構(gòu)成。“X射線檢測(cè)部”將透過(guò)被檢查者的X射線作為X射線信息來(lái)檢測(cè)，相當(dāng)于X射線檢測(cè)裝置103。 “圖像重構(gòu)部”根據(jù)被X射線檢測(cè)部檢測(cè)出的X射線信息來(lái)生成被檢查者的重構(gòu)圖像，根據(jù)拍攝條件來(lái)獲取由X射線照射部照射到被檢查者的X射線的照射強(qiáng)度的分布、即照射X射線圖像，對(duì)照射X射線圖像和重構(gòu)圖像進(jìn)行投影變換，使用被投影變換的重構(gòu)圖像和與重構(gòu)圖像的生成區(qū)域?qū)?yīng)的照射X射線圖像，來(lái)生成表示被檢查者的被曝劑量的分布的圖像、即被曝劑量圖像，或者算出被曝劑量，其相當(dāng)于圖像重構(gòu)裝置221?！帮@示部”顯示被曝劑量圖像以及被曝劑量，相當(dāng)于顯示裝置211。在本實(shí)施方式中，通過(guò)圖像重構(gòu)部(圖像重構(gòu)裝置221)執(zhí)行后述的處理流程來(lái)進(jìn)行被檢查者3的被曝劑量的評(píng)價(jià)。在此,記載術(shù)語(yǔ)的定義?！皥D像”并不限于被可視顯示于顯示裝置的圖像，還意味著像素值的集合數(shù)據(jù)。而且，“圖像的生成”意味著算出各像素值。此外，在不區(qū)別對(duì)被檢查者3照射的X射線的劑量(照射劑量)、表示被檢查者3的被曝射量的X射線的劑量(被曝劑量)等的情況下，假設(shè)僅記載為“劑量”。所謂“照射X射線信息”是指由X射線產(chǎn)生裝置102照射到被檢查者3的X射線的照射強(qiáng)度的分布。所謂“照射X射線圖像”、“照射劑量圖像”是表示照射到被檢查者3的X射線的照射劑量的分布的圖像。所謂“衰減系數(shù)圖像”是表示衰減系數(shù)的分布的圖像。所謂“照射劑量修正圖像”是表示相對(duì)于照射劑量圖像的衰減量的削減結(jié)果的圖像。即、照射劑量修正圖像是表示從照射劑量圖像之中削減了被檢查者3所引起的衰減量之后的結(jié)果的圖像。所謂“吸收劑量圖像”是表示被被檢查者3吸收的X射線的吸收劑量的分布的圖像。吸收劑量是放射線防護(hù)中的基本的劑量計(jì)測(cè)量，被定義為每單位質(zhì)量所吸收的能量。吸收劑量的單位是J/kg (特殊單位為Gy (葛菜))。所謂“等效劑量圖像”是表示等效劑量的分布的圖像。等效劑量是各內(nèi)臟器官、組織中的平均吸收劑量、和放射線權(quán)重系數(shù)之積。等效劑量的單位是J/kg (特殊單位為Sv (西弗持))。此外，在ICRP的建議中，光子中的放射線權(quán)重系數(shù)并不限于能量范圍，由于為1，因此在CT中吸收劑量和等效劑量相等。所謂“有效劑量圖像”是表示有效劑量的圖像。有效劑量在國(guó)際輻射防護(hù)委員會(huì)(ICRP)中被定義為:將表示按每個(gè)內(nèi)臟器官以及/或者每個(gè)組織(以下稱為內(nèi)臟器官等。)而不同的放射線感受性的組織權(quán)重系數(shù)對(duì)等效劑量進(jìn)行加權(quán)，從而對(duì)所有內(nèi)臟器官等合計(jì)之后的值。有效劑量的單位是J/kg (特殊單位為Sv(西弗持))。所謂“內(nèi)臟器官辨別圖像”是用于對(duì)重構(gòu)圖像中包含的內(nèi)臟器官等的區(qū)域進(jìn)行識(shí)別的圖像。所謂“組織權(quán)重系數(shù)圖像”是按由內(nèi)臟器官辨別圖像識(shí)別的內(nèi)臟器官等的每個(gè)區(qū)域來(lái)將組織權(quán)重系數(shù)對(duì)等效劑量圖像進(jìn)行加權(quán)之后的圖像。所謂“被曝劑量圖像”是表示被檢查者3的被曝劑量的分布的圖像。被曝劑量圖像例如作為有效劑量圖像而算出。接著，參照?qǐng)D3至圖7，對(duì)第I實(shí)施方式中的X射線CT裝置的處理進(jìn)行說(shuō)明。如圖3所示，X射 線CT裝置的圖像重構(gòu)裝置221獲取被檢查者圖像(SlOl)。第I實(shí)施方式中的被檢查者圖像為圖4所示的被檢查者3的斷層圖像5 (重構(gòu)圖像)。斷層圖像5的斷層平面是由點(diǎn)線所示的區(qū)域4a。斷層圖像5可以是I個(gè)、多個(gè)均可，并沒(méi)有特別限定。此外，第I實(shí)施方式中的被檢查者圖像如斷層圖像5所示那樣不僅可以是與被檢查者3的體軸垂直的斷面像(軸向圖像)，也可以是與被檢查者3的體軸平行且被檢查者3的側(cè)面方向的斷面像(冠狀圖像)、或與被檢查者3的體軸平行且從被檢查者3的正面向背面的方向的斷面像(矢狀圖像)等。接著，X射線CT裝置的圖像重構(gòu)裝置221根據(jù)拍攝條件，從存儲(chǔ)裝置213中獲取照射X射線信息(S102)。圖像重構(gòu)裝置221從存儲(chǔ)裝置213之中獲取從X射線的照射開(kāi)始(t = t0)到照射
結(jié)束(t = tn)的姆個(gè)規(guī)定時(shí)間間隔的各時(shí)刻(t = t0、......、tn)的照射X射線信息。即、
圖像重構(gòu)裝置221每隔規(guī)定時(shí)間間隔(例如，每個(gè)視圖)，獲取與拍攝條件相應(yīng)的照射X射
線信息。照射X射線信息是圖4所示的三維照射強(qiáng)度分布數(shù)據(jù)1001。圖像重構(gòu)裝置221在S102之前，預(yù)先按照每個(gè)拍攝條件而將三維照射強(qiáng)度分布數(shù)據(jù)1001存儲(chǔ)至存儲(chǔ)裝置213。在圖4所示的例子中，三維照射強(qiáng)度分布數(shù)據(jù)1001具有X射線束向切片面方向(x-y平面方向)的展開(kāi)度(扇角)、和X射線束向體軸方向(z軸方向)的展開(kāi)度(錐角)。但是，三維照射強(qiáng)度分布數(shù)據(jù)1001并不限定于圖4所示的例子。三維照射強(qiáng)度分布數(shù)據(jù)1001可以是在斷層圖像5的拍攝之前預(yù)先實(shí)際測(cè)量到的數(shù)據(jù)、在斷層圖像5的拍攝中獲得的數(shù)據(jù)、或者通過(guò)數(shù)值仿真所獲得的數(shù)據(jù)中的任何數(shù)據(jù)。此外，三維照射強(qiáng)度分布數(shù)據(jù)1001也可以是使實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)或仿真數(shù)據(jù)模型化或參數(shù)化之后的數(shù)據(jù)。三維照射強(qiáng)度分布數(shù)據(jù)1001因施加給X射線產(chǎn)生裝置102的電壓、電流(管電壓、管電流)而不同。此外，因準(zhǔn)直儀裝置104的準(zhǔn)直儀部分的開(kāi)ロ的程度而不同。此外，因臺(tái)架100的幾何學(xué)特性而不同。三維照射強(qiáng)度分布數(shù)據(jù)1001并不特別限定拍攝條件，能夠根據(jù)各種拍攝條件來(lái)進(jìn)行定義。返回到圖3的說(shuō)明。接著，X射線CT裝置的圖像重構(gòu)裝置221生成照射劑量圖像
(5103)。圖像重構(gòu)裝置221對(duì)在S102中獲取到的多個(gè)三維照射強(qiáng)度分布數(shù)據(jù)的集合1000進(jìn)行時(shí)間積分，由此生成三維照射劑量數(shù)據(jù)2000。三維照射劑量數(shù)據(jù)2000是從X射線的照射開(kāi)始(t = t0)到照射結(jié)束(t = tn)為止照射的X射線的劑量的總和。而且，圖像重構(gòu)裝置221將重構(gòu)圖像的生成區(qū)域、即具有與表示斷層圖像5的斷層平面的區(qū)域4a相同的z位置的區(qū)域4b作為切取平面，提取切取平面中的三維照射劑量數(shù)據(jù)2000的像素值來(lái)作為照射劑量圖像6。另外，圖4所示的照射劑量圖像6按照?qǐng)A區(qū)域的像素值固定的方式進(jìn)行表現(xiàn)，但是實(shí)際上每個(gè)像素具有不同的像素值。即、照射劑量圖像6是具有分布的圖像。如圖4所示，三維照射劑 量數(shù)據(jù)2000的區(qū)域例如是將臺(tái)架100的內(nèi)周面(臺(tái)架100的開(kāi)ロ部)作為斷面，在體軸方向(Z軸方向)上從X射線到達(dá)的最小的Z位置延伸到最大的Z位置(分別由拍攝開(kāi)始位置和拍攝結(jié)束位置所決定的。)為止的圓柱形狀。其中，三維照射劑量數(shù)據(jù)2000的區(qū)域的形狀并不限定于此，只要至少包含在拍攝時(shí)存在照射到被檢查者3的可能性的X射線的照射范圍即可。例如，三維照射劑量數(shù)據(jù)2000的區(qū)域的斷面并不限于圓，也可以是橢圓或者矩形那樣的形狀。此外，三維照射劑量數(shù)據(jù)2000的區(qū)域的斷面也可在體軸方向(z軸方向)上具有不同的面積。返回到圖3的說(shuō)明。接著，X射線CT裝置的圖像重構(gòu)裝置221生成被曝劑量圖像
(5104)。以下，參照?qǐng)D5、圖6，對(duì)被曝劑量圖像的生成處理進(jìn)行說(shuō)明。如圖5所示，圖像重構(gòu)裝置221獲取圖4所示的斷層圖像5 (S201)，基于表示CT值和線性衰減系數(shù)之間的關(guān)系的信息，從斷層圖像5變換成衰減系數(shù)圖像7(S202)。所謂CT值和線性衰減系數(shù)之間的關(guān)系是由“ CT值=(Ut-Uw)ZUwXK^Ut:被檢查者3的線性衰減系數(shù)、yw:水的線性衰減系數(shù)、K:常數(shù))的關(guān)系式進(jìn)行表示的。線性衰減系數(shù)是由被照射的X射線的能量分布、以及構(gòu)成被檢查者3的物質(zhì)所決定的物理系數(shù)。表示CT值和衰減系數(shù)之間的關(guān)系的信息(用于將CT值變換成衰減系數(shù)的變換數(shù)據(jù))依賴于拍攝條件或X射線CT裝置的特性等。變換數(shù)據(jù)可以是在斷層圖像5的拍攝前預(yù)先實(shí)際測(cè)量到的數(shù)據(jù)、或者通過(guò)數(shù)值仿真所獲得的數(shù)據(jù)，可以是使實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)或仿真數(shù)據(jù)模型化或參數(shù)化之后的數(shù)據(jù)。接著，圖像重構(gòu)裝置221對(duì)衰減系數(shù)圖像7進(jìn)行正向投影(也稱為再投影。)處理，而變換成衰減系數(shù)投影數(shù)據(jù)50 (S203)。這里的正向投影處理是指，從正交坐標(biāo)系中的線性衰減系數(shù)的分布變換成投影坐標(biāo)系中的線性衰減系數(shù)的分布(所謂的Radon變換)的處理。正交坐標(biāo)系是使被檢查者3固定的坐標(biāo)系。投影坐標(biāo)系是表示使X射線產(chǎn)生裝置102和數(shù)據(jù)收集裝置106相對(duì)于正交坐標(biāo)系而旋轉(zhuǎn)了 0時(shí)的位置的坐標(biāo)系。接著，圖像重構(gòu)裝置221獲取在圖3的S103中生成的照射劑量圖像6 (S204)，對(duì)照射劑量圖像6進(jìn)行正向投影處理，而變換成照射劑量投影數(shù)據(jù)51 (S205)。S205中的正向投影處理與S203中的正向投影處理相同。接著，使用重構(gòu)圖像和與重構(gòu)圖像的生成區(qū)域?qū)?yīng)的照射X射線圖像，來(lái)生成表示該被檢查者的被曝劑量的分布的圖像、即被曝劑量圖像。即，圖像重構(gòu)裝置221使用衰減系數(shù)投影數(shù)據(jù)50，對(duì)照射劑量投影數(shù)據(jù)51進(jìn)行逆衰減修正處理(S206)。具體而言，圖像重構(gòu)裝置221利用如下所示的式(I)來(lái)生成衰減修正照射劑量投影數(shù)據(jù)52。[式I]gE(X，0 ) = e_gr(x’ e)g0(X, 0)- (I)gE(X，0):衰減修正照射劑量投影數(shù)據(jù)gT(X，0):衰減系數(shù)投影數(shù)據(jù)g0(X, 0):照射劑量投影數(shù)據(jù)通常的衰減修正存在相對(duì)于修正對(duì)象數(shù)據(jù)(通常是指表示透過(guò)了被檢查者3后的X射線的劑量的數(shù)據(jù))而將衰減量恢復(fù)為原始的作用。另ー方面，由于S206的處理存在相對(duì)于修正對(duì)象數(shù)據(jù)(在S206中是表示照射到被檢查者3的X射線的劑量的數(shù)據(jù))而使衰減量削減的作用，因此被稱為“逆”衰減修正。另外，在S206的逆衰減修正處理中，也可追加考慮到被檢查者3所引起的X射線的散射、折射、衍射的影響、或X射線的指向性的修正。接著，圖像重構(gòu)裝置221對(duì)衰減修正照射劑量投影數(shù)據(jù)52進(jìn)行反向投影處理，而生成照射劑量修正圖像8(S207)。這里的反向投影處理是指從投影坐標(biāo)系中的線性衰減系數(shù)的分布變換成正交坐標(biāo)系中的線性衰減系數(shù)的分布(所謂的反向Radon變換)的處理。在照射劑量修正圖像8中包含用于對(duì)被檢查者3的被曝射進(jìn)行評(píng)價(jià)的本質(zhì)信息。后述的S208、S209是將照射劑量修正圖像8變換成現(xiàn)有的劑量單位的處理。接著，圖像重構(gòu)裝置221求出照射劑量圖像6與照射劑量修正圖像8的差值，并基于所求出的差值來(lái)生成吸收劑量圖像(S208)。照射劑量圖像6與照射劑量修正圖像8的差值表示被檢查者3所引起的衰減量。在本發(fā)明中，假設(shè)被檢查者3所引起的衰減量相當(dāng)于被檢查者3的吸收劑量。吸收劑量圖像與照射劑量圖像6同樣地是具有分布的圖像。接著，圖像重構(gòu)裝置221在吸收劑量圖像上乘以放射線權(quán)重系數(shù)，由此生成等效劑量圖像(S209)。如上述定義那樣，在ICRP的建議中，由于光子中的放射線權(quán)重系數(shù)并不限于能量的范圍而為1，因此吸收劑量圖像和等效劑量圖像相同。接著，圖像重構(gòu)裝置221進(jìn)行基于斷層圖像5的CT值的區(qū)域判定，對(duì)內(nèi)臟器官等的區(qū)域進(jìn)行辨認(rèn)，生成內(nèi)臟器官辨別圖像(S210)。內(nèi)臟器官辨別圖像是內(nèi)臟器官等的映射圖，例如是針對(duì)每個(gè)內(nèi)臟器官等而賦予了不同的標(biāo)簽的標(biāo)簽圖像。另外，區(qū)域判定也可取代CT值，而基于內(nèi)臟器官等的解剖學(xué)形狀的特征來(lái)進(jìn)行。此外，圖像重構(gòu)裝置221不僅辨認(rèn)內(nèi)臟器官等的區(qū)域，還辨認(rèn)人體的部位，生成按部位分類的圖像。 接著，圖像重構(gòu)裝置221使用與內(nèi)臟器官等對(duì)應(yīng)的組織權(quán)重系數(shù)來(lái)生成組織權(quán)重系數(shù)圖像(S211)。組織權(quán)重系數(shù)例如能夠使用ICRP的建議所示的值。此外，圖像重構(gòu)部算出被曝劑量。也就是說(shuō)，圖像重構(gòu)裝置221對(duì)照內(nèi)臟器官辨別圖像和等效劑量圖像(或者吸收劑量圖像)，來(lái)生成組織權(quán)重系數(shù)圖像。組織權(quán)重系數(shù)圖像表示每個(gè)內(nèi)臟器官等的被曝劑量的算出結(jié)果。從而，通過(guò)組織權(quán)重系數(shù)圖像可以評(píng)價(jià)被檢查者3的每個(gè)內(nèi)臟器官等的被曝劑量。此外，圖像重構(gòu)裝置221對(duì)照按部位分類的圖像和等效劑量圖像(或者吸收劑量圖像)，來(lái)生成部位權(quán)重系數(shù)圖像。部位權(quán)重系數(shù)圖像表示人體的每個(gè)部位(頭部、胸部、腹部、四肢等)的被曝劑量的算出結(jié)果。接著，圖像重構(gòu)裝置221使用組織權(quán)重系數(shù)圖像，將等效劑量圖像變換成有效劑量圖像，將有效劑量圖像作為被曝劑量圖像(S212)。如上述定義那樣，有效劑量圖像是將組織權(quán)重系數(shù)對(duì)等效劑量圖像進(jìn)行加權(quán)之后的圖像。此外，圖像重構(gòu)裝置221也可使用劑量當(dāng)量換算系數(shù)，將吸收劑量圖像變換成被曝劑量圖像。劑量當(dāng)量換算系數(shù)例如能夠使用ICRP的建議所示的值。返回到圖3的說(shuō)明。接著，X射線CT裝置的顯示裝置211顯示劑量信息(S105)。以下，參照?qǐng)D7，對(duì)劑量信息的顯示例進(jìn)行說(shuō)明。顯示裝置211基于圖像重構(gòu)裝置221的算出結(jié)果，如圖7所示那樣顯示劑量管理畫面700。在圖7所示的劑量管理畫面700中包含:冠狀圖像的被曝劑量圖像9a、軸向圖像的被曝劑量圖像％、在被檢查者3的虛擬圖像3a上疊加了照射劑量圖像6的照射范圍圖像701、按拍攝分類的被曝劑量702、被曝劑量指標(biāo)變換按鈕703、按拍攝分類的照射劑量704、按部位分類的被曝劑量705 、按內(nèi)臟器官分類的被曝劑量706、R0I (關(guān)心區(qū)域)內(nèi)被曝劑量707、圖像上顯示的0N/0FF按鈕708。當(dāng)通過(guò)圖像上顯示的0N/0FF按鈕708而使得圖像上顯示成為ON時(shí)，在被曝劑量圖像9a、9b中顯示按部位分類的被曝劑量705、按內(nèi)臟器官分類的被曝劑量706、ROI內(nèi)被曝劑量707的一部分信息。在被曝劑量圖像9a中疊加顯示肺的被曝劑量706a、R0I707a、ROI內(nèi)被曝劑量707b。此外，在被曝劑量圖像9b中疊加顯示腹部的被曝劑量705a、肝臟的被曝劑量706b、脊椎的被曝劑量706c。在照射范圍圖像701中除了被檢查者3的虛擬圖像3a、照射劑量圖像6之外，還顯示圓筒狀的三維照射劑量數(shù)據(jù)2000、表示照射劑量圖像6的切取平面的圓狀的區(qū)域4b。通過(guò)照射范圍圖像701，用戶能夠大致掌握X射線對(duì)于被檢查者3的照射范圍。在按拍攝分類的被曝劑量702中顯示出:基于斷層拍攝的被曝劑量、基于單純拍攝(定位掃描拍攝)的被曝劑量、以及基于斷層拍攝和單純拍攝的累積被曝劑量。另外，由后述的實(shí)施方式，對(duì)基于單純拍攝的被曝劑量、基于斷層拍攝和單純拍攝的累積被曝劑量的算出進(jìn)行說(shuō)明。被曝劑量指標(biāo)變換按鈕703是用于將被曝劑量的指標(biāo)變換成其他指標(biāo)的按鈕。作為其他指標(biāo)，考慮 CTDI (Computed Tomography Dose Index)、DLP (Dse Length Product)、CTDIw(weighted CTDI)、CTDIvol (volumetric CTDI)等的現(xiàn)有的指標(biāo)、或用戶定義的指標(biāo)。圖像重構(gòu)裝置221基于照射劑量圖像6來(lái)算出CTD1、DLP、CTDIw,以及CTDIvol。
在按拍攝分類的照射劑量704中顯示基于旋轉(zhuǎn)拍攝(相當(dāng)于斷層拍攝)的照射劑量、基于靜止拍攝(相當(dāng)于定位掃描拍攝)的照射劑量、基于旋轉(zhuǎn)拍攝和靜止拍攝的累積照射劑量。另外，利用后述的實(shí)施方式，對(duì)基于靜止拍攝的被曝劑量、基于旋轉(zhuǎn)拍攝和靜止拍攝的累積照射劑量的算出進(jìn)行說(shuō)明。在按部位分類的被曝劑量705中顯示出頭部、胸部、腹部、四肢的被曝劑量。在按內(nèi)臟器官分類的被曝劑量706中顯示出骨、腦、肺、胃、腸、肝臟、乳房、膀胱等的被曝劑量。在ROI內(nèi)被曝劑量707中顯示出ROI內(nèi)的被曝劑量。以上，根據(jù)第I實(shí)施方式，在斷層拍攝(旋轉(zhuǎn)拍攝)中能夠迅速地評(píng)價(jià)與拍攝條件相應(yīng)的被檢查者3的被曝劑量、以及對(duì)于被檢查者3的照射劑量。進(jìn)而，能夠高精度且詳細(xì)地評(píng)價(jià)、管理被檢查者3的被曝劑量、以及對(duì)于被檢查者3的照射劑量。在本發(fā)明中，由于使用重構(gòu)圖像(臨床圖像信息)中所包含的形態(tài)信息以及反映出被檢查者3的物質(zhì)構(gòu)成的物理特性，因此也可適用于體內(nèi)留置物、造影剤等與人體組織不同的物質(zhì)、或使照射X射線顯著地衰減的物質(zhì)作為被檢查者3而存在，或者在拍攝中以較短的時(shí)間間隔進(jìn)行照射X 射線的強(qiáng)度或能量的調(diào)制這樣的拍攝法被實(shí)施的CT斷層圖像中，從而也能夠評(píng)價(jià)被檢查者的被曝劑量。此外，由于從重構(gòu)圖像之中僅參照形態(tài)信息和物理特性，因此即便是實(shí)施了使圖像特性發(fā)生變化的圖像重構(gòu)法、圖像處理法的重構(gòu)圖像，也能夠評(píng)價(jià)被曝劑量。此外，由于能夠提供照射劑量圖像，因此也能夠進(jìn)行照射劑量的評(píng)價(jià)、管理，也能夠容易地變換成現(xiàn)有的CT檢查特有的被曝劑量的指標(biāo)(CTD1、DLP、CTDIw, CTDIvol等)。尤其是，由于關(guān)于評(píng)價(jià)被曝劑量的圖像中的各像素而考慮了照射X射線量的三維分布，因此通過(guò)圖5所示的S201至S207示出的處理能夠在X射線的每個(gè)照射方向上算出考慮了被檢查者3的形狀的衰減量，所以能夠高精度地評(píng)價(jià)被檢查者3的被曝劑量。此外，在圖5所示的S201至S207示出的處理中，因?yàn)闆](méi)有進(jìn)行被檢查者3的每個(gè)內(nèi)臟器官等的算出處理(例如，算出每個(gè)內(nèi)臟器官等的X射線的透過(guò)長(zhǎng)的處理等)，所以即便在評(píng)價(jià)被曝劑量的圖像內(nèi)存在多個(gè)內(nèi)臟器官等，也能以較少的計(jì)算量便可解決，故能夠縮短計(jì)算時(shí)間。進(jìn)而，通過(guò)圖5所示的S210至S211，利用ICRP的建議所示的值等，能夠按每個(gè)內(nèi)臟器官等算出被曝劑量。其原因在于，通過(guò)圖5所示的S201至S207示出的處理能夠以像素為單位高精度地算出吸收劑量。[第2實(shí)施方式]在第I實(shí)施方式中，對(duì)基于斷層拍攝(旋轉(zhuǎn)拍攝)的被曝劑量的評(píng)價(jià)進(jìn)行了說(shuō)明，但是在第2實(shí)施方式中，對(duì)基于定位掃描拍攝(靜止拍攝)的被曝劑量的評(píng)價(jià)進(jìn)行說(shuō)明。定位掃描拍攝為靜止拍攝，即為能夠獲得被檢查者3的定位掃描圖像(被檢查者3的內(nèi)臟器官等的活動(dòng)能夠得到確認(rèn)的活動(dòng)圖像)的拍攝。參照?qǐng)D8至圖10，對(duì)第2實(shí)施方式中的X射線CT裝置的處理進(jìn)行說(shuō)明。第2實(shí)施方式中的被檢查者3圖像為圖8所示的被檢查者3的定位掃描圖像10。定位掃描圖像10的拍攝范圍的區(qū)域4c為與YZ平面平行的區(qū)域。定位掃描圖像10可以為I個(gè)也可以為多個(gè)，但是并不特別限定。此外，定位掃描圖像10可以為從被檢查者3的正面、平面、左側(cè)面、右側(cè)面、或者其他的所有方向拍攝到的圖像，也可以組合多個(gè)方向來(lái)進(jìn)行多次的拍攝。如圖9所示，X射線CT裝置的圖像重構(gòu)裝置221獲取圖4所示的定位掃描圖像10 (S301)，基于衰減基準(zhǔn)值而從定位掃描圖像10變換成衰減比圖像11(S302)。衰減比圖像11是表示衰減比的分布的圖像。衰減比是以衰減基準(zhǔn)值為基準(zhǔn)來(lái)表示各像素值的比的值(相對(duì)值)。衰減基準(zhǔn)值可以為預(yù)先實(shí)際測(cè)量到的數(shù)據(jù)、通過(guò)數(shù)值仿真所獲得的數(shù)據(jù)、或者定位掃描圖像的一部分區(qū)域12(參照?qǐng)D10)的平均像素值。定位掃描圖像的一部分區(qū)域12期望為空氣的區(qū)域，但也可以為除此之外的物質(zhì)的區(qū)域。接著，圖像重構(gòu)裝置221根據(jù)拍攝條件，從存儲(chǔ)裝置213中獲取照射X射線信息。圖像重構(gòu)裝置221從存儲(chǔ)裝置213中獲取從X射線的照射開(kāi)始(t = t0)到照射結(jié)束(t =tn)為止的每個(gè)規(guī)定時(shí)間間隔的各時(shí)刻(t = t0、……、tn)的照射X射線信息。照射X射線信息是圖8所示的三維照射強(qiáng)度分布數(shù)據(jù)1101。在圖8所示的例子中，三維照射強(qiáng)度分布數(shù)據(jù)1101具有X射線束向切片面方向(X-y平面方向)的展開(kāi)度(扇角)、和X射線束向體軸方向(z軸方向)的展開(kāi)度(錐角)。但是，三維照射強(qiáng)度分布數(shù)據(jù)1101并不限定于圖8所示的例子。接著，圖像重構(gòu)裝置221對(duì)各時(shí)刻的三維照射強(qiáng)度分布數(shù)據(jù)的集合1100進(jìn)行時(shí)間積分，與定位掃描圖像10相匹配地進(jìn)行從三維向ニ維的射影變換(如果為圖8所示的例子，則是指向y_z平面的射影變換)，由此生成ニ維照射劑量數(shù)據(jù)2100。而且，圖像重構(gòu)裝置221生成具有與定位掃描圖像10的拍攝區(qū)域4c同一區(qū)域4d的照射劑量圖像6 (靜止拍攝照射劑量圖像、照射X射線圖像)(S30 3)。接著，圖像重構(gòu)裝置221使用衰減比圖像11而對(duì)照射劑量圖像6進(jìn)行逆衰減修正處理(S304)，由此算出被檢查者3所引起的衰減量，作為被檢查者3所引起的衰減量相當(dāng)于被檢查者3所引起的吸收量的情形，而生成吸收劑量圖像16 (靜止拍攝吸收劑量圖像)(S305)。由于第2實(shí)施方式為靜止拍攝，因此不進(jìn)行正向投影處理以及反向投影處理。即、不進(jìn)行相當(dāng)于第I實(shí)施方式中的投影數(shù)據(jù)的生成處理(S203、S205)以及照射劑量修正圖像的生成處理(S207)的處理。在S304中的逆衰減修正處理中，圖像重構(gòu)裝置221利用如下所示的式(2)來(lái)生成吸收劑量圖像。[式2]
權(quán)利要求
1.一種X射線CT裝置，其特征在于，具備: X射線照射部，其從被檢查者的周圍照射X射線； X射線檢測(cè)部，其檢測(cè)透過(guò)被檢查者的X射線作為X射線信息； 圖像重構(gòu)部，其根據(jù)所述X射線信息來(lái)生成被檢查者的重構(gòu)圖像，該圖像重構(gòu)部根據(jù)拍攝條件來(lái)獲取由所述X射線照射部照射到被檢查者的X射線的照射強(qiáng)度的分布即照射X射線圖像，并對(duì)所述照射X射線圖像和所述重構(gòu)圖像進(jìn)行投影變換，使用被投影變換的所述重構(gòu)圖像和與所述重構(gòu)圖像的生成區(qū)域?qū)?yīng)的照射X射線圖像來(lái)生成表示該被檢查者的被曝劑量的分布的圖像即被曝劑量圖像，并且算出所述被曝劑量；和 顯示部，其顯示所述被曝劑量圖像以及所述被曝劑量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線CT裝置，其特征在干， 所述圖像重構(gòu)部基于多個(gè)所述被曝劑量圖像來(lái)生成累積被曝劑量圖像，該累積被曝劑量圖像是表示該被檢查者的累積被曝劑量的分布的圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線CT裝置，其特征在干， 所述圖像重構(gòu)部在從照射開(kāi)始至照射結(jié)束為止的每個(gè)規(guī)定時(shí)間間隔的各時(shí)刻，對(duì)所述照射X射線圖像進(jìn)行時(shí)間積分，由此生成照射劑量數(shù)據(jù)，并基于所述照射劑量數(shù)據(jù)而生成為表示照射到該被檢查者的X射線的劑量的分布的圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的X射線CT裝置，其特征在干， 所述圖像重構(gòu)部基于表示CT值和衰減系數(shù)之間的關(guān)系的信息而將所述重構(gòu)圖像的CT值變換成衰減系數(shù)，由此生成表示衰減系數(shù)的分布的圖像即衰減系數(shù)圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的X射線CT裝置，其特征在干， 所述圖像重構(gòu)部對(duì)所述衰減系數(shù)圖像和所述照射劑量圖像分別進(jìn)行從正交坐標(biāo)系向投影坐標(biāo)系的變換即正向投影處理，由此生成所述衰減系數(shù)圖像的投影數(shù)據(jù)和所述照射劑量圖像的投影數(shù)據(jù)，并使用所述衰減系數(shù)圖像的投影數(shù)據(jù)對(duì)所述照射劑量圖像的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行逆衰減修正處理，對(duì)逆衰減修正處理后的所述照射劑量圖像的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行從投影坐標(biāo)系向正交坐標(biāo)系的變換即反向投影處理，由此生成表示相對(duì)于所述照射劑量圖像的衰減量的削減結(jié)果的圖像即照射劑量修正圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的X射線CT裝置，其特征在干， 所述顯示部與被檢查者的虛擬圖像重疊地顯示所述照射劑量圖像。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的X射線CT裝置，其特征在干， 所述圖像重構(gòu)部對(duì)所述照射X射線信息的與旋轉(zhuǎn)拍攝以及靜止拍攝相關(guān)的所述照射X射線信息進(jìn)行時(shí)間積分，由此生成表示在旋轉(zhuǎn)拍攝以及靜止拍攝中對(duì)該被檢查者所照射的X射線的劑量的分布的圖像即累積照射劑量圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的X射線CT裝置，其特征在干， 所述圖像重構(gòu)部對(duì)所述照射X射線信息的與靜止拍攝相關(guān)的所述照射X射線信息進(jìn)行時(shí)間積分，由此生成表示在靜止拍攝中對(duì)該被檢查者所照射的X射線的劑量的分布的圖像即靜止拍攝照射劑量圖像。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的X射線CT裝置，其特征在干， 所述圖像重構(gòu)部基于表示衰減基準(zhǔn)值的信息，根據(jù)靜止拍攝圖像來(lái)生成表示衰減比的分布的圖像即衰減比圖像，使用所述衰減比圖像來(lái)對(duì)所述靜止拍攝照射劑量圖像進(jìn)行逆衰減修正處理，由此生成表示在靜止拍攝中被該被檢查者吸收的X射線的劑量的分布的圖像即靜止拍攝吸收劑量圖像。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的X射線CT裝置，其特征在干， 所述圖像重構(gòu)部基于所述照射劑量圖像來(lái)算出CT劑量指數(shù)CTD1、劑量長(zhǎng)度積DLP、カロ權(quán)CT劑量指數(shù)CTDIw、或者容積CT劑量指數(shù)CTDIvol的任意。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的X射線CT裝置，其特征在干， 所述圖像重構(gòu)部基于所述照射劑量圖像與所述照射劑量修正圖像之間的差值來(lái)生成表示被所述被檢查者吸收的X射線的劑量的分布的圖像即吸收劑量圖像。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的X射線CT裝置，其特征在干， 所述圖像重構(gòu)部辨認(rèn)所述重構(gòu)圖像中的內(nèi)臟器官以及/或者組織的區(qū)域，通過(guò)與所述吸收劑量圖像進(jìn)行對(duì)照，由此按每個(gè)內(nèi)臟器官以及/或者每個(gè)組織來(lái)算出被曝劑量。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的X射線CT裝置，其特征在干， 所述顯示部顯示每個(gè)內(nèi)臟器官以及/或者每個(gè)組織的被曝劑量。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的X射線CT裝置，其特征在干， 所述圖像重構(gòu)部辨認(rèn)所述重構(gòu)圖像中的各部位的區(qū)域，并通過(guò)與所述吸收劑量圖像進(jìn)行對(duì)照，由此按每個(gè)部位算出被曝劑量。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的X射線CT裝置，其特征在干， 所述顯示部顯示每個(gè)部位的被曝劑量。
全文摘要
本發(fā)明的X射線CT裝置具備圖像重構(gòu)部，該圖像重構(gòu)部根據(jù)拍攝條件來(lái)獲取由X射線照射部照射到被檢查者的X射線的照射強(qiáng)度的分布、即照射X射線圖像，對(duì)所述照射X射線圖像和重構(gòu)圖像進(jìn)行投影變換，使用被投影變換的所述重構(gòu)圖像和與所述重構(gòu)圖像的生成區(qū)域?qū)?yīng)的照射X射線圖像來(lái)生成表示該被檢查者的被曝劑量的分布的圖像、即被曝劑量圖像，并且算出所述被曝劑量。
文檔編號(hào)A61B6/03GK103096802SQ20118004305
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月7日
發(fā)明者小原亮太 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立醫(yī)療器械