X射線計算機斷層成像裝置和醫用圖像處理裝置的製作方法

2023-11-09 23:24:17 2

專利名稱：X射線計算機斷層成像裝置和醫用圖像處理裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉;5^^皮檢體的同一成^象4Mi，產生威J象時刻不同的多^N^:據文件的x射線計# ^層成像裝置和醫用圖像處^^置。
技術背景^多切片型或2維型檢測器的X射線計^f麟層成^^置(多切片CT) 中的造影檢查iL^皮實施。在該多切片CT的造影^r查中，在^Ait影劑後， 通ilO^^皮檢體的同一成像部Hii行成像，由此，可獲得表示各成《象時刻的 ^t據內的造影劑的分布狀態的伴隨時間而變化的^Mt據。通i^Jl^基於該伴 隨時間而變化的體數據的3維圖像，可^4ijk管的走向狀態。但是，在該三維 圖4象中，不能夠^&^皿態。發明內容本發明是辦上述情況而提出的，本發明的目的在於提供可在多切片CT 中^&jk流狀態的X射線計^^4/f層成像裝置和醫用圖^^3S^置。本發明的一個方面在於提^""種X射線計^^L^層成像裝置，包括產生X 射線的X射線管；X射^^測器，檢測透過被糾的X射線，產生投影數據； 重建單元，,上述投影數據，產生成像時刻不同的多個原始 :據；位J^f 準單元，進行上述多個原始^:據之間的位財準；差^M:據;^單元，採 用上述位置對準後的多個原始體數據，在上ii^像時刻不同的上述原始^:據 之間進行差分處理，求出與不同的成像時刻相對應的差^lt據；顯示圖像發 生組件，產生才娥上述多個差^Mt據賦予了與造影劑的到達時刻、差分^R、 差分容積的時間變化量、血^^1信息中的至少1個相對應的顏色或亮度信息 的顯示圖4象。本發明的另一個方面在於提^"-種醫用圖像處^^置，收集具有被M內 部的三維的信息的 :據，該醫用圖像處S^置包括:產生X射線的X射線管；^#單元，4^上述被W^Ait影劑而收集的、成像時刻不同的多個原始 :據；位I^準單元，進行上述多個原始^:據之間的位1^準；差^Mt 據^i單元，^^上述位I^準後的多個原始^t據，在上ii^M象時刻不同的 上i^f始^t據之間進行差分處理，求出與不同的成像時刻相對應的差^Mt 據；顯示圖^^單元，產生才娥上述多個差^Mt據賦予了與造影劑的到達 時刻、差分^p、、差分^ 、的時間變化量、血^^1信息中的至少1個相對應 的顏色或亮度信息的顯示圖像。


圖1為關於本發明的實施方式的X射線計^^i^層成^^置的結構圖。圖2為表示本發明的第l實施方式的處理iif呈的圖。圖3為表示圖1的乂射 "測器的成像區域的尺寸^4皮 的尺寸的關係的圖。圖4 U) ~ (f)為表示在圖2的步驟SOl上產生的成像時刻不同的多個 原始 :據文件的圖。圖5為表示圖2的動弱嗍^#樂 確定例程(SA)的處理過程的圖。 圖6為表示圖1的X射線檢測器的成像區域、頭部與中心切片的圖。 圖7為表示關於圖5的步驟SA1的中心切片的圖。 圖8為表示圖7的中心切片圖像的象素Pl的it影劑變化曲線(TDC)的圖。圖9為表示圖7的中心切片圖像的象素P2的造影劑變化曲線(TDC)的圖。圖10為表示圖7的中心切片圖像的象素P3的遽:影劑變化曲線(TDC)的圖。圖11為表示關於圖5的步驟SA3的4樹中心切片圖像的關心區域(R01) 的詔文的圖。圖12為圖11的關心區域(ROI)內的造影劑變化曲線(TDC)的圖。 圖13為表示對圖2的動脈血管走向抽出的 :據文件(VB) a例程的 處理it禾呈的圖。圖14為表示在圖13的步驟SB2產生的動財溯的^:據文件(VA)的圖。圖15為表示在圖13的步驟SB3產生的對動^jk管走向抽出的^^:據文件 (VB)的圖。圖16(a) ~ (c)表示在圖2的步驟S03產生的多個差^W:據文件的圖。 圖17為說明圖2的步驟S05的沿動脈血管走向重疊從多個差^Mt據文 件抽出的多個血管部分的處理的圖。圖18為表示在圖2的步驟S05產生的動脈血管 1據文件(VD)的圖。 圖19為表示在圖2的步驟S06產生的賦予顏色或亮度信息的顯示圖像的圖。圖20為表示圖2的垃圾去ft^^程1的處理過程的圖。圖21為說明圖20的步驟SC1的確定血管的中心線的位置坐標的處理的圖。圖22為說明圖20的步驟SC2的^卜血管的區^大的處理的圖。 圖23為圖2的垃圾去除例程2的處理過程的圖。 圖24為圖2的垃圾去除例程3的處理過程的圖。 圖25為表示本發明的第2實施方式的處理過程的圖。 圖26為表示本發明的第3實施方式的處理過程的圖。 圖27為說明圖26的步驟SG6的麵管中i5Xi^、並對構壯管的矢量分 配基於基#、的正負的處理的說明圖。圖28為說明圖26的步驟SG7的對構脈管的矢量射ejL負的處理的圖。^L實施方式下面按照附圖，對本發明的第1~4實施方式進4^兌明。另夕卜，在下面的說 明中，對具有J^f目同功能和結構的構成辨採用同一標號，僅絲必要的場 合進賴復說明。(第l實施方式)下面參照附圖，對^^發明的實施方式進4ti兌明。圖l表示關於本發明的實施方式的X射線計^^l^層成像裝置的結構。另 外，在X射線計^^L^層成像裝置中，包括X射線管和X射^"測器為1體、 在被糾的周圍旋轉的旋轉/旋轉(ROTATE/ROTATE)類型；多個^^測元件 呈環狀陣列排列、僅僅X射線管在被檢體的周圍旋轉的固定/旋轉(STATIONARY/ROTATE)類型等的M類型，對於M類型，本發明均可 適用。#實^式中，對旋轉/旋轉類型進fr^兌明。X射線計^^L^層成^^置具有臺架(gantry) 1。該臺架l以可^t轉的方 式支承圓環或圓板狀的旋轉架2。旋轉架2具有X射線管3和X射^r測器5， 以使得在成像區域中，夾^iM於頂板4上的被糾P船目對配置。4i^E， 為了說明，將旋轉架2的旋轉iW^ Z軸，將連接X射線管3的焦點和X射 ^"測器5的中心的成像中心 ^7 Y軸，將與YZ平面相正交的4^M^; X軸。在成像時，作為典型的是被^fe照^f^fei^Z軸一致的方式iU於 成寸象區域內。該XYZ坐標系^I成以Z軸為旋轉中心的旋轉坐標系統。X射 線管3 M來自高電壓U部10的高電壓的#和絲狀電流的僻^，產生X射 線。X射^^測器5在多切片型的場合，沿切片方向(Z軸)朝剛多個沿通道(channel)方向(X軸)具有多^iil (channel)的檢測元件的列。在2維陣 列型的場合，X射^r測器5包括關於通道(channel)方向(X軸)^Hz7片方 向(Z軸)兩個方向來說稠密地分布的多個X射^r測元件。控制部12控制旋轉架2的旋轉，P的同一成像船，伴隨時 間iiki^行CT成像。脅來說，旋轉架2按照一定的角i4^連續旋轉，從X射 線管3連續J^4每次按照一定角度產生X射線。在X射^r測器5 Jii^接有數據收集部(DAS: data acquisition system) 6。數據收集部6將X射^"測器5的各通道(channel)的電流信號變勸電 壓，對其進4械大，並變M數1M言號。通過數據收集部6收集的數據(^f、 始數提)經itiM)光、磁的^4^觸型或集^^型的數據傳送部7，發iil^前處理 部19。前處理部19對純原始數據進^f參jHf道(channel)之間的靈^H不均， 以及修正主要因基於金屬部的X射線強吸收體而產生的極端的信號強度的斷氐 或信號脫落等的前處理。重建部11 # 過前處理部19 M了修正得到的數據(投影數據，原始 數據)，產生成像時刻不同的多^ 1據文件(時間序列^t據文件)。M 裡，將由重建部ll產生的成像時刻不同的多^N^It據文件稱為原始^:據文件(vo) 。
、 -,、 口、、， ，- ,,、，， 、 口^t據文件分別進行位置對準。進^i亥位樹準A^了修正因呼吸、體動等造成的各原始^M:據文件的骨頭、器官、血管的位置的偏移。差分 :據發生部22 4it影劑^A後的成像時刻鄰接的原始^:據文件 之間進行差分處理，產生多個差^^t據文件(VC)。即，在各差^^t據文 件中，殘留按照鄰接的成像時刻的間隔(在下面稱為掃描時間間隔)由血液的 流動(血流)攜帶的造影劑新流入的區i^造影劑流出的區域。於是，將該殘 留的區域稱為血管部分。由於造影劑由血流攜帶而x^jk管內部流動，故該殘留 的區g示掃描時間間隔中的血流的移動量。血管部分的^p、與在掃描時間間 隔中^in管內流動的血流的^P4目等。為了確定動樂M^"脈期，W>TDC製作部23和關心區域iS:^部18。 TDC製作部23製作與某象素或關心區域(ROI)有關的造影劑的M變 化曲線(時間一絲曲線，在下面稱為TDC) 。 TDC為將某象素或關心區域 (ROI)的CT值的時間變^ii行圖形化而形成。另夕卜，TDC製作部23確定 TDC的最大CT值(在下面稱為峰值CT值)，4W^CT值，確定動步tt 以及靜脈期。在這裡，所謂動脈期為所關注的成像部位的動脈因造影劑而染色 的期間，所謂靜脈期為所關注的成像部位的靜脈因造影劑而染色的期間。該動 樂M^^樂彌為在後述的合成處理中，合成所糾的原始 1據文件(VO)的 期間。關心區域i^L部18根據某TDC，鑑別M與參照動脈波形和參照靜脈波 形近似的波形的TDC的位置。接著，關心區域i5Jt部18在包含6^別出的動 樂^#脈上的象素及其附i^H議關心區域。血管構it抽出部13通過g樂^l或靜脈期內的全部的原始體數據文件合 成(以下為算術平均)，產生單一的動步柳或靜脈期的體數據文件(VA)。該 動樂鴻或靜樂tt的^:據文件(VA)為雖然不包M圾，但是包^樂^l靜脈 血管與體內組織的^t據文件。顯然，通it^HP的原始^t據文件(VO)進行算術平均運算，還能夠產生包括^p的血管和體內組織的單一的^:據文件 '(VA)。所謂4^的血管指不僅包括屬於動樂M^^脈期的血管，而JLii包括 不屬於^f可期的血管。接著，血管構造抽出部13通it^"在戶林望的期間(動脈 期、靜脈期、^P的期間)下的算術平均的體4Bt據文件(VA)和造影劑^^前 的原始^t據文件(VOl)進行差分，由此產生沒有背景(體內組織、垃圾)、 僅僅包括所希望的期間的血管的血管走向的^lt據文件(VB)，抽出(確定)血管走向(表示血管構造的血管像)。血管Wt據;^部26才娥多>^務械靜脈的差^ :據文件，抽出多個血 管部分，沿血管走向將該多個血管部分重疊地設置，由此產生動脈或靜脈的血 管體數據文件(VD)。該動脈或靜脈的血管^:據文件(VD)為沿著j6i管走 向而將可單獨區分的多個血管部分重疊在-"^的^t據文件。血流計算部15首先計算血管部分的^ 、(血^Jt化量)，以便求出血管走 向的血流的流速(在下面稱為血;MJL)等的血^i4JL信息。接著，根據與血 管部分有關的掃描時間間隔和血管部分的^p"計算血流的^ii。另夕卜，才娥 需要，血流計算部15對血管部分^S己用以表示血流的方向的正負，以便確定血 管走向的血流方向。顯示圖^JC^部16才娥成像時刻(即，造影劑到達各血管部^i時刻)、 血管部分的$^、、血^i^l等，對血管 :據文件(VD)中的血管走向的各血 管部分賦予顏色或亮度信息，實施MPR處理(截面變M理)，渲染(rendering) 處理，產生3維圖像(顯示圖像)。零值化部21 ^^血管走向的^t據文件(VB)，對包^f差^M!&據文 件(VC)中的垃圾的區域的體素(voxel)值進行零值4^t理，由 差^ : 據文件(VC)中的垃圾去除。^fW22 4^已^A的原始^t據文件(VO)、差^Mt據文件(VC) 等M的體lfc據文件、顯示圖像等的M數據。下面參照圖2，說明第1實;^式的處理過程。首先， 一邊^AJt影劑， 一邊針對同一成像^Miii行多次CT成像， 已獲得的投影數悟，重建部11產生多個原始 1據文件(V01~VON)(步 驟SA1)。原始 :據文件(VOl)為造影劑流^A像部位前的原始^t據文 件。將該原始體lt據文件(VOl)稱為M時刻的^t據文件(VOl) 。
準時間起，伴隨時間的推移，形成VOl、 V02.......VON，全部N個原始體數據文艦過重建部11被產生。在第1實施方式中，在^:據文件中示出的血管為頭部的血管，但是，顯 然成像部位並不限於頭部，也可應用於任阿的"W。在第i實施方式中，x射 ^測器5可一次'li地收^^方向(Z軸)的M為160mm的威J象區域的投 影數據。但是，本發明並不限於此，即使大於160mm或者小於160mm均可適用。圖3為表示⑩方向(Z軸)的"^j^ 160mm的成像區域的尺寸^N皮M 的尺寸之間的關係的圖。如圖3所示的那樣，160mm的成像區域為頭部(腦)， 胸部(心臟等)妙囊湖尺寸。圖4為表示通過步驟S01獲得的原始> :據文件(VOl ~ VON)的圖。在 第1實施方式中，造影劑流入WP的動躬OL管中，接著^lX靜樂^管中。由圖4 (b) ~圖4 (f)的實線所示的血管為動脈，由虛錢耒示的血管為靜脈。圖4 (a) 為，時刻的原始^:據文件(VOl)。圖4 (b)為it影劑開始a^v動樂K^管 中時的原始 1據文件(VOa)。圖4 (c)為造影劑流到動脈血管的中間部附 近時的原始 1據文件(VOb)。圖4 (d)為造影劑遍布到動脈整本中時的原 始^:據文件(VOc) o接著，圖4 (e)為造影劑v^斤注目的動^jk管流出， 在動樂juk管的底端部沒有造影劑影，造影劑開始^^靜#管時的原始 ^據 文件(VOd)。圖4 (f)為在動樂^管中僅僅頂端部殘留有造影劑，造影劑流 A^靜Ji^6L管中的中間部附近時的原始^:據文件(VOe)。 ^i!E，作為(VO) 的^Jip的l， a, b， c, d, e， N具有1 <a<b<c<d<e<N的關係，1~1\表 示成{樹刻。原始^^lt據文件(V01 V0N)還包括4it影劑影以外的體內的 組織(骨頭等)、垃圾。接著，位M準部24將多個原始^t據文件(VOl ~ VON)分別與絲 時刻的原始體數據文件(VOl)位^t準(步驟S02)。如果步驟S02結束，則開始用於確定動務詢^^脈期的動樂鳩及靜務械確 定例程(SA)。下面參照圖5,說明動鵬^^鵬確定例程(SA)的處理過 程。另夕卜，為了簡化i兌明，僅僅說明在動樂械靜樂1^定例程(SA)中確定動 鵬的場合。首先，TDC製作部23針對原始^t據文件(VOl ~ VON)的中心切片的 各象素，製作TDC (步驟SA1)。圖6為表示頭部和成像區錄中心切片的位 置關係的圖。如圖6所示的那樣，在體軸方向(Z軸)具有160mmA變的成像 區域包括頭部(腦)的整沐。另夕卜，作為160mm的中心的80mm的位置4 為頭部(腦)的;Ut中心。圖7為表示中心切片的圖。圖7中的呈圓形的部分表示血管。另夕卜，Pl表 示動J3^血管位置的象素，P2表示沒有血管的位置的象素，P3表示靜l^6r管位置 的象素。圖8為表示圖7的動財i管位置的象素Pl的造影劑變化曲線(TDC )的 圖。如圖8所示的那樣，對於象素P1的CT值，在絲時刻(t-0)的CT值 絲為零，但是當到了造影劑^^鋪的時刻，則(ti)CT^(LJi升，在時刻tp， 為J^HtCT值，^CT值下降。從造影劑流入頭部的時刻(ti)起，CT值馬 JiJi升屬於動脈血管位置上的TDC的-皮形的特徵。圖9為表示沒有圖7的血管的位置的象素P2的TOC的圖。如圖9所示的 那樣，象素P2的CT值不伴隨時間而變化，而是恆定的。CT值伴隨時間不變 ^^於沒有血管的位置的TDC的特徵。圖10為圖7的靜^jk管位置的象素P3的TOC。如圖10所示的那樣，對 於象素P3的CT值，從造影劑流入頭部的時刻(ti)起，經過不久時間，CT 似升，在時刻tq (q〉p)為最大峰值，之後CT值下降。從造影劑流入:Ml5 的時刻(ti)起，經過不久時間，CT俚上升屬於靜j^j6l管位置的TDC的特徵。 另夕卜，在第1實施方式中iW中心，但是，並不限於此，也可為其它的位置的 切片圖像。接著，關心區域"i5^部18根據由步驟SAl製作的^p象素的TDC,鑑別 具有與參照動樂b皮形類似的波形的TDC (步驟SA2)。參照動^j皮形被預M 旨^ft部20中，具有圖8那樣的動脈的典型的形狀的TDC的波形。xji^ 部20中，i^ft具有圖10那樣的靜脈的典型的形狀的TDC的波形的參照靜脈 波形。關心區域i議部18才 參照動脈波形和參照靜脈波形，#^象素的 TDC分類為動脈，靜樂沐其以外等，確定推定為動脈的象素。然後，關心區域"&^部18在包括鑑別出的動脈上的象素的區域上i議關心 區域(ROI)(步驟SA3)。圖11為表^H5^在圖7的中心切片象素的動步鮑 置上的ROI的圖。圖11為在全部的動脈血管上的象素和其附近處i^R01的 實例。然後，TDC製作部23製作與已^^的ROI內的CT值的算術平均有關的 被檢體固有的動脈TDC (步驟SA4) o在步驟SA3淨iC^類得到的4^象素的 TDC為被檢體固有的TDC。於是，基於推定為動脈血管位置的象素的多個TDC 的算術平均的TDC為被M固有的動脈TDC。圖12為表示與在步驟SA3設 定在中心切片處的ROI內的CT值的算術平均有關的被M固有的動脈TDC 的圖。接著，TDC製作部23確定被糾固有的動脈TDC的峰值CT值(步驟 SA5)。接著，按照以與J^lLCT銜目對應的成像時刻(汰)為中心的M的時 間M決定動樂M (步驟SA6) 。 "-^U門知道，以與動脈的TDC的J^LCT 似目對應的成像時刻(汰)為中心的一定期間為動脈期，其以後的期間為"^脈 期。該規定的時間t變因成像部位、it影劑注入位置、被檢體、脈搏次數等而 不同，是憑經驗而被決定的。於是，動^^務彌確定例程(SA)結束。返回到圖2，對第1實施方式的處理過程的後續部^i^ti兌明。如果動脈 ^#樂^確定例程(SA)結束，則開始血管走向的^t據文件(VB) ^jt例程 (SB)。所謂血管走向的 :據文件(VB)指去除背景(垃圾、體內組織等)， 能夠確定動脈、靜脈、或血管糾的構造的^:據文件。在下面，為了簡化說 明，僅toj"扭管走向的^:據文件紐例程(SA)中使動樂K^管走向的條據^^N^的場^^fti兌明。參照圖13，對抽出動壯管走向的 :據文件(VB)處例程(SB)的 處理過禾Ii^tJ兌明。首先，血管構造抽出部13作為動^ak管走向的^:據文件(VB)發生用的前處理，對由TDC製作部23所決定的動脈期下的全部的原始 :據文件(VOm VOn，其中，m21， n〉m, n^n)進行算術平均，產生單 —^自的^:據文件(VA)(步驟SB2)。通itF艮^動樂鳩的原始^lt據 文件(VOm ~ VOn )進行算術平均，由此產生1個未包^^j6l管、僅^i動 脈管的條據文件。圖14為表示動脈期的僻Ml^據文件(VA)的圖。如圖14所示的那樣，因為 算術平均處理，在該動自的 1據文件(VA)中，^MM於各原始^t據 文件(VOm~VOn)內的垃圾不醒目。其中，存在身體的實體桑^只。接著，血管構it抽出部13為了去J^內組織，對動樂M的^t據文併VA) 和^|1時刻的 :據文件(vol)進行差分，產生動步^6L管走向的^:據文件(VB)(步驟SB3)。在動樂鳩的^L據文件(VA)中具有動務^管^^ 體內組織，在絲時刻的原始 _據文件(VOl)中沒有動樂Ki6i管，而具有體 內組織。圖15為表示動脈期的^t據文件(VA)和M時刻的原始^:據iL件 (voi)的差分的結^1的動脈血管走向的 :據文件(VB)的圖。如圖15所示的那樣，在動脈血管走向的^^t據文件(VB)不具有垃^r體內組織、僅僅具有4^的動壯管。&匕，血管走向的 :據文件(VB)紐例程(SB)結束。返回到圖2，對第1實施方式的處理過程的後續部^it行說明。以下，為 了便iS兌明，血管走向的 :據文件(VB)i^動樂^管走向的^:據(VB)，其以後的處理僅僅，動J^jk管;jMe行說明。如果動樂jcjk管走向的體數據文件(VB)發生例程(SB)結束，則差* 數據^jt部22限定於動樂 內的原始 :據文件(VOm~VOn)，在成像時 刻鄰接的原始體數據文件之間進行差分，產生多個差分 :據文件(VCm~ VCn-l，(蛇l， n>m, n^N))(步驟S03) 。 M來說，差^"Wt據iLi 部22對某成像時刻(m)的原始 :據文件(VOm )和下一成4樹刻(m +1) 的原始^t據文件(VOm + l)進行差分，產生差^lt據文件(VCm)。如 果釆用符號，對其進行表示，則為(VOm)- (VOm + l) =VCm。 M裡所 採用的註腳m與n ^^示動步M的初始的時刻和結束的時刻。圖16為^^示多個差^lt據文件的圖。^E，設m-l〈a〈b〈c〈n。 圖16 (a) ^^示基準時刻的原始體lt據iL件(VOl)和原始^lfc據文件(VOa) 的差分的結^iL生的差分^:據文件(VC1)。圖16 (b)表示原始體lt據文 件(VOa)和原始 :據文件(VOb)的差分的結K生的差^^M^據il件 (VCa),圖16 (c)表示原始^t據文件(VOb)和原始^:據文件(VOc) 的差分的結^生的差分^:據文件(VCb)。在該步驟中產生的多個差*數據文件中，不包括體內lai只、而包^&圾。接著，朋者判斷是否去除多個差^W:據文件(VCm~VCn-l)中包含 的垃圾(步驟S04) 。 ^i!E，也可條各差^Mt據文件(VCm~VCn-l) 中包，垃圾的區域的容量，由控制部12等自動地進行是否去RMi圾的判斷。 首先，對不去,圾的場合進行說明。在不去,圾的場合，如果步驟S03 結束，則血管^t據^jt部26從多個差^lt據文件(VCm ~ VCn-l)中抽出 血管部分，沿動脈血管走向將血管部分重疊地設置，由此產生新的體數據文件 (步驟S05)。沿抽出動樂^6L管走向的^t據文件(VB)內的動^jk管走向， 將從差分 :據文件(VCm - VCn - 1)中抽出的血管部分重疊地設置，由此 可將各血管部分沒置於正確的位置。^it過將各血管部分沿動脈血管走向設置 而新產生的^t據文件稱為動^j6L管^t據文件(VD)。圖17為說明將e^出的血管部分與動^j6L管走向重疊在-"^的處理的圖。如圖17所示的那樣，血管 :據發生部26將已抽出的差分^t據文件(VC1 )、￡^出的差^ :據文件(VCa)以及已柚出的差^ :據文件(vcb)沿著動脈血管走向的體數據文件(VB)中的動脈血管走向重疊地設置。在該重疊處 理時，還將差^lt據文件(VCm~VCn-l)中包賴垃圾"^)4重疊。圖18為表示通過重疊處理產生的動JiMi管^lfc據文件(VD)的圖。動脈 血管^t據文件(VD)的各血管部分按照可區分的方式設置。接著，顯示圖傢^jt部16對於動一管^:據文件(VD)的血管部分， 才娥成l象時刻對各血管部分賦予顏色或亮度信息，並對賦予了顏色或亮>1信息 的動樂jcak管^Mi:據文件(VD )進行MPR處理(截面變M理)、渲染(rendering) 處理，產生顯示圖l象(步驟S06)。該血管部^|成像時刻#^成為血管部分將:的威J象時刻內時刻早的二方作為血管部分的成^象時刻、。顯然，血管部分 的成像時刻不必限於此。比如，也可為鄰接的成像時刻內的時刻晚的一方，還 可為2個成像時刻的中間。顯示圖像U部16對動務j^管^:據文件(VD) 的各血管部分，以例如^j象時刻早的血管部分向成像時刻晚的血管部分，顏 色慢便也變濃的方式，賦予紅色的顏色信息和亮度信息。圖像顯示部17顯示已發生的顯示圖像(步驟S07)。圖19為表示賦予了 顏色信息的顯示圖像的圖。如圖19所示的那樣，通ii^像時刻，對血管部M 行顏色區分，由此^^者知it^某鄰接的成像時間移動了多少M。另外，在上面的說明中，為了簡化說明，僅M產生與動^r關的顯示圖像的場^^t^兌明，但是在上狄中，幹'動脈"和某部分改讀為"靜脈"或"4^ 血管"，由此，可產生與靜賦4^血管有關的顯示圖H接著，對在步驟S04， 判定為進行垃m理的場^i^f^兌明。^Eii他:M:理的場合，如果步驟S03 結束，則開始垃圾去齢'j程(SC, SD, SE)。垃狄理採用血管走向的械 據文件(VB)絲行，包括(SC) ， (SD) ， (SE) 3種。首先，級艦理例 程l (SC) ^ii行說明。垃M理例程1 (SC )為對血管走向的體數據文件(VB)的血管部分進行 放狄理，才娥狄狄理的血管部分,進行各差^lfc據文件(VCm ~ VCn-l) 的垃皿理的例禾呈。圖20為表示垃m理例程(SC)的處理過程的圖。首先，零值化部21根 據血管走向的體4St據文件(VB),確定血管的中心線的位置(步驟SC1)。圖21為說明確定血管的中心線的位置坐標的處理的圖。如圖21所示的那 樣，零值化部21通iW^ok管走向的^t據文件(VB)的血管(圖21中的斜 線區域)，確定血管的中心線的位置坐標。a裡，設血管的直徑為rl。顯然， rl WL管的位置而變化。接著，零值化部21^^血管的中心線的位置坐標，將血管的區g大(步 驟SC2)。圖22為^兌明禍^血管走向的 1據文件(VB)的jk管的區^大的 處理的圖。如圖22那樣，零值化部21對血管的區域迸M大。將該e^大的 區域稱為放大區域。放大區域的中心線與血管的中心對目同，放大區域的直徑 r2大於血管的直徑rl。其中，放大區域的直徑r2既可是一定的，也可對應於 動脈血管的直徑rl而改變。放大區域的直徑r2的^bi—定的場合，為例如 8mm禾I^。然後，零值化部21對各差^lt據文件(VCm~VCn-l)中的4^p^素 (voxel)中不包含^i文大區域中的區域的體素(voxel)值進行零值化處理(步 驟SC3)。零值化部21 #^放大區域的位置坐標，確定不包含在各差^^t據 文件(VCm ~ VCn-l)的放大區域中的區域，使不包含在該放大區域中的區域 的體素(voxel)值為零值。所謂不包含扭大區域中的區勒血管以外的區域， 即為址圾。於是，通ii^"不包含M大區域中的區域的體素(voxel)值進行零 值^^h理，由jtbi^f豫M理。如^ii^^驟SC3，則J&^t理例禾呈l (SC) 結束。接著，參照圖23，對垃艦理例程2 (SD)的處理過禾Ii^fti兌明。址艦 理例程2為才Mt血管部^l^^和垃圾的^^i行垃^t理的例程。首先，零值化部21對各差^ :據文件(VCm ~ VCn-l)進行閾m理， 抽出成為血管的候補的區域(步驟SD1)。接著，血流計算部15分別計^^差 ^Mt據文件(VCm~VCn-l)中包賴全部的成為血管的候補的區域的^H (步驟SD2)。然後，零值化部2i確定成為血管的候補的全部區域中不滿;ui定的容積的值的區域(步驟SD3)，使不滿足該規定的容積值的區域的體素(voxel)值為 零值(步驟SD4)。由於血管部分的區域具有連續性，^管部分的容積不是1個體素(voxel) 、 2個體素(voxel)程度的小容積，應是具有大於等於^L 定的容積值。即、規定的容積值以上的區劾血管區域，規定的容積值以下的 區勤垃圾的區域。於是，零值化部21 ^M^的^^P、以下的區域的體素(voxel) 值為零值。^^的^ 、值##血管 :據文件(VD)、差^Mt據文件(VCm ~ VCn-l)或經驗而被決定。如果進^i^驟SD3，則垃皿理例程2結束。接著，參照圖24，對垃狄理例程3 (SE)進4ti兌明。垃敗理例程3為 才^jk管部分的形;)^u垃圾的形;yuMi;ff^M理的例程。首先，零值化部21對各差^Mt據文件(VCm ~ VCn-l)進行閾艦理， 抽出成為血管的候補的區域(步驟SE1)。接著，零值化部21才^t^"f絲 部20中的血管的形狀和垃圾的形狀，確定各差^Mt據文件(VCm~VCn-l) 中包滿垃圾的區域(步驟SD2)。血管部分的區船具有直線形的形狀。於 是具有其它的形狀，比如點等的形狀的區J^垃圾的區域。血管的形#址圾 的形狀的候補才娥動#^管 :據文件(VD )、差分^t據文件(VCm ~ VCn-l) 或經驗而被決定，預^ H^^W20中。然後，零值化部21使不具有血管的形M具有垃圾的形狀的區域的體素 (voxel)值為零值(步驟SD3 )。如果進4t^驟SD3，則垃艦理例程3結束。也可絲以上說明的3種垃敗理例程(SC， SD, SE)中的任意一^T， ii^亍多個差^Mt據文件(VCm~VCn-l)的垃艦理，還可將3種垃艦理 例程(SC, SD， SE)組合，進行垃m理。其任由^^J者的自由。這樣，按照第1實施方式，在多切片CT中可4e^流狀態。 (第2實施方式)在第1實施方式中，說明了顯示圖^^i部16根據從差^Mt據文件 (VCm ~ VCn-l)中抽出的血管部^f成像時刻對血管部分賦予顏色信息的場 合。在由此說明的第2實施方式和第3實施方式中，對不同於第1實施方式的 著色的方法進4ti兌明。下面參照圖25，對第2實施方式的處理過禾li^fti兌明。 另夕卜，第2實施方式的紐L^要素與第1實施方式的^a^要素相同，所以採用同 一標號，並省略說明。另夕卜，由於從步驟SF1 步驟SF4為與步驟SOl 步驟S04 相同的處理，故省e^4兌明。^^ii行了垃圾去除的判斷^，血流計算部15計算多個差^Mt據文件 (VCm VCn-l)的血管部分的^^K (步驟SF5)。所計算的血管部分的^K與在掃描時間間隔中#管內流動的造影劑的容積湘等。於是，血管部分的容 積楊為血流變化量。接著，血流計算部15條差^lfc據文件(VCm VCn-l)的血管部分 的容積(血流變化量)和與差分 :據文件(VCm-VCn-l)有關的掃描時間 間隔，分別計算血管部分的容積(血流變化量)的血;M;1 (步驟SF6)。血 流計算部15條各血j;M;l，求平均血^JL(步驟SF7)。接著，血管械 據iLl部26從多個差^Mt據文件(VCm ~ VCn-l)中抽出血管部分，沿動脈 血管走向重疊地設置血管部分，從而產生動務^管^:據文件(VD)(步驟 SF8)。然後，顯示圖^^A部16才M^均血^^l和各血^i^對動^jk管^L 據文件(VD)的血管部分賦予顏色或亮度倌息，對賦予了顏色或亮度信息的動 ^ir管W:據文件(VD)進行MPR處理(截面變M理)、渲染(rendering) 處理，產生顯示圖像(步驟SF9)。比如，對^L管部^i血;M;l和平均血 ii^l進行比較，如果某血管部分的血^ii^低於平均血^i^L,則佳血管部 分賦予藍色的顏色信息，如果高於該平均血^M^，則賦予紅色的顏色信息。 另外，才Nt某血管部分的血;MA和平均血^i^l的差值的大小，賦予顏色的 濃淡的信息。比如，伴NLl值的大小減小，賦予較薄的濃度的顏色信息，伴隨 該差值的大小增加，則賦予^的M的顏色信息。接著，圖像顯示部17顯示所產生的顯示圖像(步驟SF10)。對於^jfei^E 顯示的顯示圖像，才^^血; ;IL^，通過顏色而區分血管部分，由此可:felt各血 管部分的血流的流速狀態。另外，在第2實施方式的說明中，為了簡化說明，僅樹產生有關動脈的 顯示圖像的場^i^ti兌明，但是，"面的說明中，幹'動脈"或某部分改讀為"靜 脈"或"4^P血管"，由此，可產生有關靜樂械4^P血管的顯示圖H這樣，按照第2實施方式，在多切片CT中可:te4ijk流狀態。 (第3實施方式)下面參照圖26，對第3實施方式的處理過考li^fti兌明。另夕卜，第3實施方 式的組成要素與第1和第2實施方式的細L^"素相同，所以採用相同標號，並 省略說明。另外，由於從步驟SG1 步驟SG4的處理為與步驟S01 ~步驟S04 相同的處理，故省^4兌明。在進行垃圾去除的判斷之後，血流計算部15計算多個差分 :據文件 (VCm~VCn-l)的血管部分的缽(步驟SG5)。接著，血流計算部15在動脈血管走向的體數據文件(VB)的動Ji^6L管中 i5Xl^、，對構築動^ii管的多個矢量，分別舶己基於基泉的正負(步驟SG6 )。 圖27為用於說明步驟SG6的處理的圖。如圖27所示的那樣，首先，血流計算 部15在動I^L管走向的體數據文件(VB)的動脈血管的任意位置上^^泉。 如果i^J^、，則血流計算部15對構築動l^jk管的矢量(圖27的實線和虛線 的箭頭)分酉ejt負。脅來說，碌動樂^管中{議的基泉，對其中,'j的矢 量分配正(圖27的實線的箭頭)，對另一側的矢量，射&負(圖27的虛線的 箭頭)。然後，血流計算部15針晰Mt基於基泉的正負和基i^L^的正負而構^jfe 管走向的多個矢量分別射ejt負(步驟SG7)。圖28為用於說明步驟SG7的 處理的圖。如圖28所示的那樣，將屏幕面(投影面)M^ZY平面，將城 ,存1出，與屏幕面成直角相交的禍1 ^ X軸。^i^，比如將與一,目同 的方向(圖28的+ X方向)設為基i^W的正，與禍賴目反方向(圖28的-X 方向)i^基於牙賦的負。在越錄幕面，M4"構築^t據文件(對象空間) 的動樂1^L管的矢量時，對於構築動IML管的矢量，在基於基存、的正負為"正"， iiAJiJ屏幕面裡側(圖28的+ X方向，基 ^的"正")的場合，基於基存、的 "正"和基f^賦的"正"為"正"，是一致的，由此，該矢量為"正，，(位於圖28 的實線的血管內部的實線的箭頭)。同樣，對於構築動#管的矢量，在基於 基泉的正負為"正"，i^A^屏幕面中的靠近自己""#](圖28的-X方向，基於 牙賦的"負")的場合，基於基點的"正"和基i^f賦的"負"為"正"和'負"，是不 一致的，由此該矢量為"負"(位於圖28的實線的血管內部的虛線的箭頭)。這 樣，血流的朝向被決定。對於構築動^ife管的矢量，在基於基氛的正負為"負，，的場合，該矢iiW負"(位於圖28的實線的血管內部的虛線的鏡頭)。血流計算部15才Nt構餘出動^jk管走向的^t據文件(VB)的動樂j^ 管的矢量的正負，對構築差^lt據文件(VCm~VCn-l)的各血管部分的矢 量，分酉CJE負(步驟SG8)，接著，血管^:據JC^部26從多個差^lii:據文 件(VCm VCn-l)中，抽出血管部分，沿動J^jk管走向重疊地iM血管部分， 由此產生動^A管^I^據文顯示圖傢發生部16使動^jk管^t據文件(VD)的血管部分，#^構築 各血管部分的矢量的正負和各血管部分的^^R (血流變化量)，賦予顏色或亮度信息，對賦予了顏色或亮度信息的動#管 :據文件(VD)實施MPR處 理(截面變派理)、渲染(rendering)處理，產生顯示圖像(步驟SG10)。 比如，顯示圖傢發生部16對血管部分，^it管部^矢量的朝向為正的場合賦 予紅色的顏色信息，在負的場合，帶有藍色的顏色信息。進而顯示圖傢發生部 16^t血管部分的^P、(血流變化量)的大小，賦予顏色的i^炎的信息。比如， 顯示圖^JLt部16伴l^jk管部分的^^ (血^t^化量)的大小減小，賦予絲 的濃度的顏色信息，伴隨該大小的增加，賦予g的Wl的顏色信息。然後，圖像顯示部17顯示所產生的顯示圖像(步驟SGll) 。 ^E所顯示的顯示圖傢才Mt血管部分的容積(血流變化量)和血流的朝向，通過顏色區 分血管部分，由此可;^4i各血管部分的容積(血流變化量)和血流的朝向。另外，在第3實絲式的說明中，為了簡化說明，僅樹產生有關動脈的 顯示圖像的場合進^S兌明，但是，在上面的說明中，通過將"動脈"和某部分改 讀為"靜脈"或"4^血管"，可產生有關靜樂械4^血管的顯示圖像。這樣，按照第3實施方式，在多切片CT中可^te4ij^脈態。 (第4實施方式)下面對第4實施方式進^i兌明。本實;^i^生包^^^^脈的^:據， 採用它計算以4^P血管為對象的與血流有關的^lt並進行顯示。即、關於本實 施方式的醫用圖〗狄^^置或X射線計^^4ff層成像裝J^圖2的步驟SA之 後,產生包賴樂 ^#樂 的 :據，絲該 1據進##驟88以後的處理。 通itii樣的結構，可^yf成《象部^^斤包含的關於4^血管的與血;充有關的^lt 另夕卜，在步驟S07顯示與血^^T關的^lfc的場合，^f比如按照動脈為紅色， 靜脈為藍色的方式，藉助通過視覺而區^^^^脈的形式進行顯示。另夕卜，本發明並不原樣麟限於上述實施方式，可在實施階段，在不脫離M旨的範圍內，^M^y^素變形而^實現。作為M的變形實例，包括有比如，下iiil樣的類型。(1辨為用於進行本實施方式的特徵性的醫用圖^^t理的醫用圖像處S^ 置為下述的第1醫用圖像處^^置80 (圖1)，其包括務賭多個原始體數悟文 件的，部20;差分 :據;^部22,其求出原始體數據文件之間的差分，產生與不同的成像時刻相對應的多個差^^t據文件；顯示圖傢M部16,射艮 據多個差^lt據產生賦予了與成tJt刻相對應的顏色或亮度的顯示圖像。(2辨為用於進行本實施方式的特徵性的醫用圖像處理的醫用圖^^S^ 置為下述的第2醫用圖^^3^^置90 (圖1)，其包括務賭多個原始偉教據文 件的，郎20;差分^:據^i部22,其求出原始 :據文件之間的差分，產 生與不同的成像時刻相對應的多個差^M:據文件；血流計算部15，期娥差 ^W:據，計算血;M^信息；顯示圖傢發生部16，期艮提多個差^Wt據， 產生賦予了與血^^1信息相對應的顏色或亮度的顯示圖像。另外，本發明並不P艮於上述實施方式，可在實施階絲不脫離絲旨的範 圍內，^^JL^要素變形而M實現。^卜，可通iih述實施方式中^Hf的多個 ia^^"素的適當的組合，形^Mt發明。比如，也可^實施方式中示出的全 部糹^r^"素中，刪除幾個^L^要素。jH^卜，還可適當,不同的實施方式的組 絲素組合。
權利要求
1. 一種X射線計算機斷層成像裝置，其包括產生X射線的X射線管；X射線檢測器，檢測透過被檢體的X射線，產生投影數據；重建單元，根據上述投影數據，產生成像時刻不同的多個原始體數據；位置對準單元，進行上述多個原始體數據之間的位置對準；差分體數據發生單元，採用上述位置對準後的多個原始體數據，在上述成像時刻不同的上述原始體數據之間進行差分處理，求出與不同的成像時刻相對應的差分體數據；顯示圖像發生組件，產生根據上述多個差分體數據賦予了與造影劑的到達時刻、差分容積、差分容積的時間變化量、血流速度信息中的至少1個相對應的顏色或亮度信息的顯示圖像。
2. 根據權利要求1所述的X射線計算機斷層成像裝置，還包括 血管像柚出單元， 上述位置對準後的多個原始僻教據中的造影劑 的上述原始體數據影劑注入前的上述原始體數悟，抽出血管像其中，上艦示圖像發生單元，上牲管圖予與才娥上述多個差徘 數據而求出的影劑的到達時刻、差分容織、差分容扭的時間變化量、血流速度信息中的至少1個相對應的顏色或亮度信息，產生上述顯示圖像。
3. 根據權利要求2所述的X射線計算機斷層成像裝置，其中， 上述血管抽出單元影劑注入上述血管抽出單元劑注入前的上述原始數據之間的差分，抽出血管像。
4. 根據權利要求2所述的X射線計算機斷層成像裝置，其中， 上述血管抽出單元將影劑注入後的多個上述原始數據進行合成，根抽出血管像。
5. 根據權利要求2所述的X射線計算機斷層成像裝置，其中， 上述血管抽出單元求出抽出動樂械靜脈中的一方的上肚管像。
6. 根據權利要求2所述的X射線計算機斷層成像裝置，其中， 上述上述血管抽出單元通過將與動射溯或靜步自目對應的多個原始數據合成，求出上肚管像。
7. 才^^5U'溪求2所述的X射線計#4珊層成像裝置，其中， 上i^k管^^出單it^tiil影劑的，^l^化，求出與上述動樂M或Ji^靜樂自目對應的期間。
8. ## '漆求2所述的X射線計#4/1^層成<象裝置，其中，相對應的多個原始 :據合成::出j^ij6t管:'、口 一 、
9. #^43^，漆求2所述的X射線計# 層成#^置，其中， 上i^ii管^^出單;^^t影劑的M變化，求出與上述動^^目對應的期間和與靜^4目對應的期間。
10，##;^'漆求2所述的X射線計#40^層成像裝置，其中， 上述差^Mt據^jt單;^^I上述位I^準後的多個原始^:據，在上迷成像時刻鄰接的上逸承始鍋^t據之間進行差分處理，求出與不同的威J象時刻相對應的差^Mt據。
11. 才M^U'J^"求2所述的X射線計# 層成#^置，還包括 期間決定單元，才條上i^f始^lfc據中的至少,分區域的信息，求出造影劑的賦變化曲線，才娥該WL變化的信息，決定進行上述合成的原始微 據的期間。
12. —種醫用圖^^h^^置，收集具有被M內部的三維的信息的^t據， 該醫用圖《象處ig^i包括產生X射線的X射線管；^ft單元，x l^上述被^&Ait影劑而收集的、成像時刻不同的多個 原始綠據；位財準單元，進行上迷多個原始^t據之間的位財準； 差^Mt據ici單元，^^上述位J^準後的多個原始^:據，在上iiA像時刻不同的上述原始體數據之間進行差分處理，求出與不同的成像時刻相對應的差分 :據；顯示圖像^jt單元，產生才緣上述多個差^ :據賦予了與造影劑的到達 時刻、差分容扭、差分^P、的時間變化量、血 M;tr信息中的至少1個相對應 的顏色或亮度信息的顯示圖像。
13. 才娥庫WJ要求12所述的醫用圖4狄錄置，還包拾 血管##出單元，AJi述位^t準後的多個原始^t據中的造影劑5iA^的上ii^始^t^t影劑;iA前的上ii^始^:據，抽出血管朱其中，Jii^示圖^^單; L^上絲管圖4械予與才娥上述多個差徘 數據而求出的造影劑的到達時刻、差分容積、差分^P、的時間變化量、血^i4 度信息中的至少l個相對應的顏色或亮度信息，產生JJi^示圖像。
14. 才M^5U'j^"求13所述的醫用圖《狄3S^置，其中， 上a管^^出單;^NIit影劑SiA^的多個上ii^始^t據與上iiit影劑^A前的上i^f、始^t據之間的差分，抽出血管像。
15. 才M^5U'j要求13所述的醫用圖^^3g^置，其中， 上iiii管像柚出單;^t影劑^A^的多個Jii^承始傳教據合成，^4l"i亥已合成的原始^y^上iiit影劑^^前的上^^始^t據之間的差分，抽出 血管H
16. #^ '漆求13所述的醫用圖4狄S^置，其中， 上i^管^^出單元求出抽出動樂械靜脈中的一方的J^iL管像。
17. 才娥權利要求13所述的醫用圖像處^^置，其中，成，求出上肚管像。
18. 才緣;M']要求13所述的醫用圖像處m^置，其中， 上i^jk管^^出單;^Wt影劑的i^l變化，求出與JJi動樂1^I或上ii靜樂自目對應的期間。
19. 才lll^5U'J^求13所述的醫用圖^MhS^置，其中， 上#管像掉出單>^#與動樂，目對應的多個原始 :旨與靜樂1^目對應的多個原始傳M^據^^成，由jHi4出上i4iL管像。
20. ##^^要求13所述的醫用圖^^t^^置，其中， 上#管#^出單;^^1影劑的^1變化，求出與上述動樂自目對應的期間和與上述靜樂,目對應的期間。
21. 才N^U'J要求13所述的醫用圖像處iS^置，其中， 上述差^M:據^jl單;^M上述位toJ"準後的多個原始^:據，在上述成像時刻4條的上ii^始^t據之間進行差分處理，求出與不同的成像時刻相對應的差分原始^:據。
22.才^^Uij要求13所述的醫用圖4狄S^置，還^:期間決定單元，才娥上5i^始^:據中的至少"^分區域的信息，求出造影劑的M變化曲線，^^該M變化的信息決定進行上述合成的原始^:據的期間。
全文摘要
一種X射線計算機斷層成像裝置，其包括產生X射線的X射線管(3)；X射線檢測器(5)，檢測透過被檢體的X射線，產生投影數據；重建部(11)，根據投影數據，產生成像時刻不同的多個原始體數據，該X射線計算機斷層成像裝置包括差分體數據發生部(22)，在成像時刻鄰接的原始體數據之間進行差分處理，求出與不同的成像時刻相對應的差分體數據；血管構造抽出部(13)，根據造影劑注入後的原始體數據和造影劑注入前的原始體數據，抽出血管像；顯示圖像發生部(16)，根據與和血管像不同的成像時刻相對應的多個差分體數據，產生對血管像賦予與造影劑的到達時刻相對應的顏色或亮度信息的顯示圖像。
文檔編號A61B6/03GK101243980SQ200710169138
公開日2008年8月20日 申請日期2007年12月4日 優先權日2006年12月4日
發明者藤澤恭子 申請人:株式會社東芝;東芝醫療系統株式會社