CN102138805B - 图像诊断装置以及图像产生方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种图像诊断装置及图像产生方法。图像诊断装置具有：对被检体反复执行扫描，反复收集与所述被检体相关的收集数据的扫描机构；根据所述收集数据，产生与所述被检体相关的医用图像的数据的产生部；以及对基于具有上限和下限的特定的像素值范围的、所述医用图像的变化进行监视的监视部，其中，根据监视部的监视结果，控制扫描机构，对与扫描相关的扫描条件的变更、所述扫描的停止、以及向所述被检体的指导输出中的至少一个规定动作的执行进行控制。

Description

图像诊断装置以及图像产生方法
相关申请的交叉引用
本申请基于2010年1月29日和2011年1月27日提交的在先的日本专利申请No.2010-19199和No.2011-15810并要求其优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及产生与注入了造影剂的被检体相关的医用图像数据的用于图像诊断的图像诊断装置以及图像产生方法。
背景技术
X射线计算机断层摄影装置等图像诊断装置对被检体进行扫描而产生与被检体相关的医用图像数据。为了在医用图像上对被检体的血管进行图像诊断，对被检体注入造影剂的情况较多。例如，X射线计算机断层摄影装置为了在CT图像上提取血管，用X射线对注入了造影剂的被检体进行扫描。
作为通过利用了造影剂的X射线计算机断层摄影装置进行的扫描的应用之一，已开发出了对CT图像上的ROI内的造影程度(平均CT值等)进行监视，根据造影程度从监视扫描转移到主扫描的功能(例如，参照专利文献1)。ROI被设定在CT图像上的血管区域中。ROI被固定在CT图像上。因此，在存在被检体的体动、脏器的动作的情况下，监视对象的血管区域有可能移出ROI。在这种情况下，有时在错误的定时转移到主扫描、或者不转移到主扫描。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种图像诊断装置，其特征在于，包括对被检体反复执行扫描而反复收集与所述被检体相关的收集数据的扫描机构、根据所述收集数据产生与所述被检体相关的医用图像的数据的产生部、对基于具有上限和下限的特定的像素值范围的、所述医用图像的变化进行监视的监视部，并根据监视部的监视结果，控制扫描机构而控制与扫描相关的扫描条件的变更、所述扫描的停止、以及向所述被检体指导的输出中的至少1个规定动作的执行。
根据本发明的第二方面，提供一种图像产生方法，其特征在于，对被检体反复执行扫描，反复收集与所述被检体相关的收集数据，根据所述收集数据，产生与所述被检体相关的医用图像的数据，对基于具有上限和下限的特定的像素值范围的、所述医用图像的变化进行监视，根据所述监视的结果，对与所述扫描相关的扫描条件的变更、所述扫描的停止、以及向所述被检体的指导的输出中的至少1个规定动作的执行进行控制。
根据本发明的第三方面，提供一种图像诊断装置，其特征在于，具备：扫描单元，对被检体反复执行扫描，反复收集与所述被检体相关的收集数据；产生单元，根据所述收集数据，产生与所述被检体相关的医用图像的数据；监视单元，对基于具有上限和下限的特定的像素值范围的、所述医用图像的变化进行监视；以及控制单元，根据所述监视单元的监视结果，控制所述扫描单元，对与所述扫描相关的扫描条件的变更、所述扫描的停止、以及向所述被检体的指导输出中的至少1个规定动作的执行进行控制。
附图说明
图1是示出第一实施方式的X射线计算机断层摄影装置的结构的图。
图2是示出与造影剂浓度的时间变化相伴的ROI内的非造影血管区域的度数(像素数)的时间变化和造影血管区域的度数(像素数)的时间变化的图。
图3是示出由图1的显示部显示的与第一条件设定处理相关的显示画面的一个例子的图。
图4是示出由图1的显示部显示的与第二条件设定处理相关的显示画面的一个例子的图。
图5是示出由图1的显示部显示的与第三条件设定处理相关的显示画面的一个例子的图。
图6是示出通过图1的***控制部的控制进行的转移定时控制处理的典型的流程的图。
图7是用于说明以往例的依照平均CT值的监视的问题的图。
图8是示出第二实施方式的X射线计算机断层摄影装置的结构的图。
图9是示出由图1的ROI设定部设定的ROI与子ROI的位置关系的图。
图10是示出图1的ROI设定部的子ROI的选择的图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式的图像诊断装置以及图像诊断装置的控制程序进行说明。
【第一实施方式】
本实施方式的图像诊断装置在医用图像上对造影程度进行监视，根据造影程度控制扫描条件的变更、扫描的停止、向被检体的呼吸指示等指导的输出的定时等规定动作(活动)的执行定时。因此，本实施方式的图像诊断装置能够应用于X射线计算机断层摄影装置、X射线诊断装置、磁共振成像装置、超声波诊断装置、以及核医学诊断装置等利用造影剂来进行扫描的任意的模态。但是，为了具体进行以下的说明，设本实施方式的图像诊断装置是测量值(CT值)具有绝对性的意思的X射线计算机断层摄影装置。
在X射线计算机断层摄影装置中，有X射线管和X射线检测器成为一体并在被检体的周围旋转的ROTATE/ROTATE(旋转/旋转)类型、以及环状地排列多个检测元件且仅X射线管在被检体的周围旋转的STATIONARY/ROTATE(固定/旋转)类型等各种类型，但不论是哪种类型都能够应用本实施方式。这里，设为ROTATE/ROTATE类型而进行说明。
另外，在由X射线计算机断层摄影装置利用的图像重构法中，有全扫描法和半扫描法。在全扫描法中，为了重构1个切片的CT图像的数据，需要被检体的周围1周、即约2π[rad]量的投影数据(收集数据)。而在半扫描法中，为了重构1个切片的CT图像数据，需要π+α[rad](α：扇角)量的投影数据。本实施方式能够应用全扫描法和半扫描法的任意一个方法。但是，以下，为了具体进行说明，设本实施方式采用全扫描法。
图1是示出本实施方式的X射线计算机断层摄影装置1的结构的图。如图1所示，搭载扫描机构(机架)10和计算机30。
扫描机构10具有用于用X射线对被检体P进行扫描的各种机构。具体而言，扫描机构10支撑圆环或者圆板状的旋转框架12并使其可旋转。在旋转框架12的内周侧，形成***载置在躺板14上的被检体P的摄影区域。基于未图示的寝台，沿着长度方向和上下方向能够滑动地支撑躺板14。
旋转框架12以夹着躺板14上载置的被检体P而对向的方式具有X射线管16和X射线检测器18。旋转框架12从旋转驱动部20接受驱动信号的供给而使X射线管16和X射线检测器18连续旋转。
X射线管16从高电压产生部22接受高电压的施加而产生X射线。高电压产生部22按照由计算机30内的扫描控制部44进行的控制，对X射线管16施加高电压。
X射线检测器18对从X射线管16产生并透过了被检体P的X射线进行检测，生成与所检测出的X射线的强度对应的电流信号。X射线检测器18上连接了数据收集电路(DAS)24。
数据收集电路24按照由扫描控制部44进行的控制从X射线检测器18读出电流信号。数据收集电路24对所读出的电流信号进行放大，并对放大后的电流信号进行数字变换，从而生成数字信号即投影数据。所生成的投影数据经由非接触数据传送部26供给到计算机30。
计算机30具备预处理部32、图像产生部34、ROI设定部36、阈值设定部38、像素数计数部40、判定部42、扫描控制部44、显示部46、操作部48、存储部50、以及***控制部52。
预处理部32对从数据收集电路24供给的投影数据实施对数变换、灵敏度修正等预处理。通过预处理来生成图像重构中利用的投影数据。
图像产生部34根据实施了预处理的投影数据产生CT图像的数据。具体而言，图像产生部34对投影数据实施重构处理而重构与被检体P相关的CT图像的数据。
ROI设定部36在重构的CT图像上设定用于监视的ROI(关心区域：region of interest)。ROI被设定为包括血管区域等造影程度的监视对象部位。ROI既可以根据图像处理自动地设定，也可以经由操作部48手动设定。另外，不仅是CT图像上的血管区域等特定部分，而且还可以对CT图像整体设定ROI。
阈值设定部38按照来自用户的指示或者自动地对后述的像素数设定用于比较的阈值。例如，根据由用户经由操作部48指定的像素数、由用户经由操作部48对CT图像设定的ROI内的像素的像素数、或者由用户经由操作部48指定的与实空间上的面积对应的像素数，来设定阈值。另外，阈值也可以自动地设定为预先设定的值。
像素数计数部40对所设定的ROI内的像素且属于计数对象的CT值范围(带，band)中的像素的像素数进行计数。即，计数对象的像素被限定于ROI中包含的所有像素中的属于计数对象的CT值范围中的像素。
判定部42对由像素数计数部40计数的像素数与由阈值设定部38设定的阈值的大小关系进行比较。然后，判定部42判定所计数的像素数是否到达阈值。在判定为像素数没有达到阈值的情况下，表示该意思的未达到信号被供给到扫描控制部44。另一方面，在判定为像素数到达阈值的情况下，表示该意思的达到信号被供给到扫描控制部44。
扫描控制部44为了用X射线对被检体P进行扫描而控制扫描机构10。扫描控制部44在判定为像素数没有到达阈值的情况、即供给了未达到信号的情况下，控制扫描机构10(具体而言，旋转驱动部20、高电压产生部22、以及数据收集电路24)，使规定动作的执行等待。另一方面，扫描控制部44在判定为像素数到达阈值的情况、即提供了达到信号的情况下，控制扫描机构10(具体而言，旋转驱动部20、高电压产生部22、以及数据收集电路24)，执行规定动作。规定动作是扫描条件的变更、从监视扫描向主扫描的切换、监视扫描的停止、以及向被检体P输出与呼吸指示等相关的引导中的至少1个。
此处，简单说明在本实施方式中执行的3种扫描、即预扫描、监视扫描、以及主扫描。这3种扫描，典型地，按照预扫描→监视扫描→主扫描的顺序进行。预扫描在对被检体P注入造影剂之前进行。预扫描用于决定ROI的位置和大小、设定阈值。监视扫描用于对属于计数对象的CT值范围的像素的像素数进行监视。主扫描以像素数到达阈值为契机而执行。主扫描用于收集用于图像诊断的CT图像的数据。监视扫描的扫描条件和主扫描的扫描条件不同。即，从监视扫描向主扫描的转移与扫描条件的变更同义。
显示部46将CT图像、计数对象的ROI、计数对象的CT值范围、阈值、以及像素数显示在显示设备中。作为显示设备，例如能够利用CRT显示器、液晶显示器、有机EL显示器、以及等离子体显示器等。
操作部48接收来自操作者的各种指令、信息输入。例如，操作部48由用户经由输入设备而输入ROI的设定位置、像素数、以及面积等。作为输入设备，能够利用键盘、鼠标、以及开关等。
存储部50存储ROI的位置、投影数据、以及CT图像的数据。另外，存储部50存储X射线计算机断层摄影装置1的控制程序。该控制程序用于使计算机30执行与像素数对应的规定动作的执行定时的控制功能。
***控制部52作为X射线计算机断层摄影装置1的中枢发挥功能。具体而言，***控制部52读出存储部50中存储的控制程序并在存储器上展开，按照所展开的控制程序控制各部。
接下来，参照图2，对根据***控制部52的控制执行的、规定动作的执行定时的控制处理的概略内容进行说明。图2示出与造影剂浓度的时间变化相伴的ROI内的非造影血管区域的像素数(度数)的时间变化和造影血管区域的像素数(度数)的时间变化。在图2的曲线图中，纵轴被规定为度数(像素数)，横轴被规定为时间。时间t＝1s是扫描开始时刻。每当时间t＝8s，造影剂浓度达到峰值，其以后，造影剂浓度降低。曲线图上的各时间的度数表示各时间下的度数和时间t＝1下的度数的差分。虚线是属于第一CT值范围中的像素(非造影血管区域)的度数的时间变化的曲线。第一CT值范围是CT值0HU～100HU。第一CT值范围是与没有通过造影剂造影的血管相关的像素所属的CT值范围。实线是表示属于第二CT值范围中的像素(造影血管区域)的度数的时间变化的曲线。第二CT值范围是CT值101HU～400HU。第二CT值范围是与通过造影剂造影的血管相关的像素所属的CT值范围。
如图2所示，伴随造影剂浓度的上升，非造影血管区域(属于CT值范围0～100中的像素区域)的像素数减少，造影血管区域(属于CT值范围101～400中的像素区域)的像素数增加。通过限定计数对象的CT值范围，像素数能够构成为表示与计数对象的ROI内相关的造影剂浓度的指标。
X射线计算机断层摄影装置1对属于随着造影剂浓度变化的CT值范围中的像素的像素数进行监视，控制规定动作的执行定时。
例如，如图2所示，将用于造影血管区域的阈值Th1设定为像素数(差分)1000。在这种情况下，判定部42实时地判定由像素数计数部40实时地计数的造影血管区域的像素数是否达到阈值Th1。在像素数低于1000的状态的情况下，扫描控制部44控制扫描机构10，使规定动作的执行等待。然后，在像素数从低于1000的状态变为高于1000的情况下，扫描控制部44控制扫描机构10，执行规定动作。
另外，例如，如图2所示，用于非造影血管的阈值Th2被设定为像素数(差分)-1000。在这种情况下，判定部42实时地判定由像素数计数部40实时地计数的非造影血管区域的像素数是否达到了阈值Th2。在像素数大于-1000的状态的情况下，扫描控制部44控制扫描机构10，使规定动作的执行等待。然后，在像素数从大于-1000的状态变为低于-1000的情况下，扫描控制部44控制扫描机构10，使规定动作执行。
这样本实施方式的X射线计算机断层摄影装置1实时地比较属于计数对象的CT值范围中的像素的像素数与阈值的大小关系，在像素数达到了阈值的情况下，执行规定动作。
接下来，具体说明按照***控制部52的控制进行的规定动作的执行定时的控制处理。在以下的说明中，规定动作是从监视扫描向主扫描的转移。以下的动作例以心脏为临床应用例进行说明。
在执行定时的控制处理之前，进行用于造影程度的监视的条件设定处理。首先，说明条件设定处理。条件设定处理根据阈值的设定方法而分成3种。以下，参照图3、图4、以及图5，分别说明通过***控制部52的控制进行的第一条件设定处理、第二条件设定处理、以及第三条件设定处理。
图3是示出由显示部46显示的与第一条件设定处理相关的显示画面的一个例子的图。另外，不仅是条件设定处理，而且在执行定时的控制处理中也可以继续显示该显示画面。如图3所示，显示画面具有图像显示区域60、条件显示区域70、以及度数显示区域80。
在图像显示区域60中，显示通过预扫描产生的CT图像。另外，在CT图像上，重叠显示像素数的计数对象的ROI。在条件显示区域70中，显示像素数的计数对象的CT值范围、计数对象的CT值范围中所属的像素的像素数、阈值(触发)。在度数显示区域80中，显示表示属于计数对象的ROI内且CT值范围中的像素的像素数(度数)的时间变化的图形。另外，表示度数的时间变化的图形在后述监视扫描执行处理被实时地更新。
在第一条件设定处理中扫描控制部44以由用户经由操作部48进行了预扫描的开始指示为契机而控制扫描机构10，对没有注入造影剂的被检体P的胸部进行预扫描。预扫描典型地仅进行1次。由图像产生部34通过预扫描产生与胸部相关的非造影图像的数据。所产生的非造影图像通过显示部46显示在图像显示区域60中。非造影图像例如如图3所示具有心脏区域61、脊椎区域62、以及下行大动脉(DA)区域63。
用户对所显示的非造影图像进行观察，而决定计数对象的区域(第一ROI)的范围。然后，用户经由操作部48在非造影图像上指定第一ROI 64的范围。ROI设定部36确定与由用户经由操作部48指定的范围对应的第一ROI 64的坐标，将所确定的第一ROI 64的坐标的数据存储在存储部50中。例如，在希望监视DA的造影程度的情况下，第一ROI 64的范围被指定为包括CT图像上的DA区域。这样第一ROI 64的范围能够设定为比监视对象部位大。另外，用户无需一定要指定第一ROI的范围。即，也可以对图像整体设定第一ROI。
如果指定了第一ROI 64的范围，则像素数计数部40对属于第一ROI 64内且计数对象的CT值范围中的像素的像素数进行计数。预先由用户或者自动地设定计数对象的CT值范围。计数对象的CT值范围根据造影血管区域(或者非造影血管区域)能够取的CT值范围而设定。如果如上所述造影血管区域能够取的CT值范围是101HU～400HU，则计数对象的CT值范围例如被设定为100HU～200HU。在这种情况下，像素数计数部40对包含在第一ROI内、并且属于CT值范围100HU～200HU中的像素的像素数进行计数。然后，显示部46将所计数的像素数显示在条件显示区域70中。在图3中，像素数(度数)在条件显示区域70的度数栏中显示为983。
另外，用户经由操作部48作为阈值(触发)而指定像素数。判定部42根据由用户经由操作部48指定的像素数设定阈值。阈值被设定为小于等于监视对象部位的像素数。例如，用户如图3所示，设置作为阈值，指定了从非造影时的像素数的变化量(相对值)300。在这种情况下，阈值设定部38将非造影时的像素数983+相对值300＝1283设定为阈值。即，进行监视直到与非造影时相比属于第一ROI内且计数对象的CT值范围的像素的像素数增加300为止。然后，以像素数增加了300为契机，进行规定动作。例如，监视对象部位即DA区域的像素数是600。在这种情况下，如果监视对象部位一半左右被造影，则满足判定条件。
另外，在第一条件设定处理中，通过与非造影时的像素数的相对值指定了阈值，但第一条件设定处理不限于此。例如，也可以根据从造影开始时等任意的基准时开始的相对值来指定阈值。另外，并非相对值，而也可以通过绝对值(例如，在上述情况下的1283)来指定阈值。在这种情况下，所指定的绝对值被设定为阈值。
接下来，参照图4，说明第二条件设定处理。在以下的说明中，对于与第一条件设定处理同样的处理，省略说明。另外，不仅是条件设定处理，在后述的转移定时控制处理中也可以继续显示该显示画面。
在第二条件设定处理中，用户除了第一ROI 64的范围以外还指定第二ROI 65的范围。如上所述，第一ROI 64用于在场所上限定计数对象的像素数。第二ROI 65用于设定阈值。例如，在以第一ROI 64内的DA区域63为监视对象部位的情况下，用户以使第二ROI 65包含在DA区域63的内部中的方式，经由操作部48指定第二ROI 65的范围。ROI设定部36对所指定的范围设定第二ROI 65。如果设定了第二ROI 65，则像素数计数部40对第二ROI 65内的像素数进行计数。然后，阈值设定部38将所计数的第二ROI 65内的像素数设定为阈值。第二ROI 65内的像素数通过显示部46显示在条件设定区域70的第二ROI栏中。例如，在图4中，表示出了第二ROI 65内的像素数是295、即阈值是295。在这种情况下，如果属于第一ROI 64内、且CT值100HU～200HU中的像素的像素数达到了非造影时的像素数983+相对值295＝1278，则执行规定动作。
如上所述，在第一条件设定处理中，由用户用数值(像素数)来指定阈值。但是，能设想用户是医生等的情况、无法将CT图像上的期望范围换算为像素数的情况。另一方面，根据第二条件设定处理，通过在CT图像上指定第二ROI的范围，能够将所指定的第二ROI内的像素数设定为阈值。因此，在第二条件设定处理中，与第一条件设定处理相比，能够更加按照用户的意愿设定阈值。
接下来，参照图5，对第三条件设定处理进行说明。在以下的说明中，对于与第一条件设定处理同样的处理，省略说明。另外，不仅是条件设定处理，而且在后述转移定时控制处理中也可以继续显示该显示画面。
在第三条件设定处理中，用户为了设定阈值，输入实空间上的面积[mm2]。如果由用户经由操作部48输入了面积，则阈值设定部38例如根据所输入的面积和CT图像的放大率，计算与该面积对应的像素数。例如，用户经由操作部48输入监视对象部位的实空间上的面积40mm2。在这种情况下，阈值设定部38计算出相当于40mm2的像素数，将所计算出的像素数设定为阈值。另外，所输入的阈值40mm2如图5所示，显示在条件设定区域70的监视尺寸栏中。
另外，在第三条件设定处理中，用户为了阈值设定，而输入了面积，但不必限定于此。例如，也可以为了设定阈值，而输入表示直径、半径等大小的指标。在这种情况下，阈值设定部38根据所输入的指标和CT图像的放大率，计算出与该指标对应的像素数，将所计算出的像素数设定为阈值。在监视对象部位的血管是比较大的血管的情况下，作为表示大小的指标使用直径即可。另外，在监视对象部位的血管较宽地分布的情况下，将血管区域的合计面积用作表示大小的指标即可。
如上所述，在第一条件设定处理中，由用户用像素数指定了阈值。但是，能设想用户是医生等的情况、无法将CT图像上的期望范围换算为像素数的情况。另一方面，在第三条件设定处理中，能够用实空间上的面积等来指定阈值。对于用户，与像素数相比，更易于掌握实空间上的面积。因此，在第三条件设定处理中，与第一条件设定处理相比，能够更加按照用户的意愿设定阈值。
以上，结束条件设定处理的说明。另外，条件设定处理的种类、即阈值的设定方法能够由用户经由操作部48任意地设定。
接下来，说明利用了通过所述条件设定处理设定的阈值等的、从监视扫描向主扫描的转移定时控制处理。图6是示出通过***控制部52的控制进行的转移定时控制处理的典型的流程的图。另外，转移定时控制处理并非根据所述条件设定处理的种类而不同，而是通用的。
首先，***控制部52使ROI设定部36进行ROI的设定处理(步骤S1)。在步骤S1中，ROI设定部36利用所述第一条件设定处理、第二条件设定处理、或者第三条件设定处理，在CT图像上设定计数对象的第一ROI。在通过预扫描产生的CT图像上设定第一ROI的位置、大小。第一ROI的CT图像上的坐标的数据存储在存储部50中。
如果进行了步骤S1，则***控制部52等待经由操作部48进行监视扫描的开始指示。如果监视扫描的开始的准备完成，则用户经由操作部48输入监视扫描的开始指示。另外，造影剂的注入既可以是开始指示的输入前，也可以是输入后。
如果由用户进行了开始指示，则***控制部52使扫描控制部44开始监视扫描(步骤S2)。在步骤S2中，扫描控制部44控制扫描机构10，执行监视扫描。监视扫描中的扫描区域与预扫描中的扫描区域相同。监视扫描用于监视造影程度的监视，所以与主扫描相比，粗设定扫描条件。例如，在监视扫描中，并非连续而是间歇性(例如每隔1秒)地反复扫描。另外，监视扫描是以比主扫描弱的管电流值进行的。扫描控制部44按照这样的与监视扫描相关的扫描条件，控制高电压产生部22，使X射线管16产生X射线。然后，X射线检测器18对透过了被检体P的X射线进行检测而生成电流信号。数据收集部24按照由扫描控制部44进行的控制从X射线检测器18读出电流信号，根据所读出的电流信号生成投影数据。
如果进行了步骤S2，则***控制部52使图像产生部34进行图像产生处理(步骤S3)。在步骤S3中，图像产生部34根据在步骤S2中收集到的1个切片量的投影数据，产生与扫描对象的切片相关的CT图像的数据。所产生的CT图像通过显示部46显示在图3等显示画面上的图像显示区域60中。
如果进行了步骤S3，则***控制部52使像素数计数部40进行计数处理(步骤S4)。在步骤S4中，像素数计数部40首先从存储部50读出在步骤S1中设定的第一ROI的坐标的数据。然后，ROI设定部36在步骤S3中产生的CT图像上，对与所读出的坐标相同的坐标自动地设定第一ROI。所设定的第一ROI通过显示部46显示在CT图像上。
接下来，像素数计数部40生成与所设定的第一ROI相关的直方图。然后，像素数计数部40对所生成的直方图上的属于计数对象的CT值范围中的像素数进行计数。如果计数了像素数，则显示部46更新在图3等的度数显示区域70上显示的表示像素数的时间变化的图形。
如果进行了步骤S4，则***控制部52使判定部42进行判定处理(步骤S5)。在步骤S5中，判定部42判定在步骤S4中计算出的像素数是否达到预先设定的阈值。
在判定为像素数没有达到阈值的情况下(步骤S5：“否”)，***控制部52将未达到信号供给到扫描控制部44。如果供给了未达到信号，则扫描控制部44按照与预扫描相关的扫描条件，继续预扫描。然后，再次重复步骤S3至步骤S5。这样，重复步骤S3～步骤S5直至像素数达到阈值为止。
此外，在步骤S5中判定为像素数达到阈值的情况下(步骤S5：“是”)，***控制部52将达到信号供给到扫描控制部44。如果供给了达到信号，则扫描控制部44控制扫描机构10，从监视扫描转移到主扫描(步骤S6)。具体而言，扫描控制部44首先使监视扫描停止。接下来，扫描控制部44从监视扫描的扫描条件变更为主扫描的扫描条件，按照变更后的扫描条件执行主扫描。作为扫描条件，是扫描中利用的X射线检测器18的检测元件列数、管电流值、管电压值、X射线照射时间、X射线产生间隔、以及摄影模式(螺旋扫描、常规扫描等)中的至少1个。例如，伴随从监视扫描转移到主扫描，增加检测元件列数、增大管电流值、增大管电压值、缩短X射线照射时间、加长X射线产生间隔、从常规扫描变更为螺旋扫描。
另外，如上所述，以像素数达到阈值为契机而执行的规定动作不仅限于扫描条件的变更。例如，也可以不转移到主扫描，而保持原样地停止扫描。另外，也可以以像素数达到阈值为契机而输出呼吸指示的指导。简单说明该情况的动作例。
监视扫描的进行时间比较长，所以在监视扫描中，多数情况下允许被检体P自由呼吸。另一方面，主扫描的进行时间短(例如，一次的X射线照射)，所以在主扫描中，多数情况下要求被检体P屏住呼吸。因此，在主扫描开始之前，对被检体P进行屏住呼吸等呼吸指示的指导。典型地，在监视扫描中进行呼吸指示的指导。指导例如通过“请屏息”等声音数据的输出来进行。
在步骤S5中判定为像素数达到阈值的情况下，扫描控制部44读出预先存储在存储部50中的声音数据。然后，扫描控制部44经由扫描机构10等中设置的扬声器输出声音数据。由此，进行呼吸指示的指导。
另外，规定动作不限于1个。例如，也可以以像素数达到阈值为契机，而执行从监视扫描向主扫描的转移和指导的输出。
如果进行了步骤S6，则***控制部52结束执行定时的控制处理。
根据上述的执行定时的控制处理，X射线计算机断层摄影装置1通过对属于计数对象的CT值范围的像素的像素数进行监视，而对监视对象部位的造影程度进行监视。以下，说明本实施方式的执行定时的控制处理的效果。
以往，按照第一ROI内的平均CT值，对造影程度进行了监视。但是，监视对象部位有时根据被检体P的体动、呼吸动作等而在第一ROI中混入脊椎区域等高CT值区域。如果在第一ROI中混入了高CT值区域，则在以往的情况下，平均CT值转变到高CT值侧，而无法进行正确的监视。
但是，根据本实施方式，对第一ROI内的像素数进行计数，将计数对象的像素的CT值范围限定于特定的范围(例如，造影血管区域能够取的CT值范围。低于脊椎区域的CT值范围)。通过这样限定计数对象的CT值范围，本实施方式的X射线计算机断层摄影装置1即使在第一ROI内混入了高CT值区域的情况下，也可以从计数对象去除高CT值区域的像素。因此，X射线计算机断层摄影装置1与利用平均CT值的情况相比，能够更稳定地监视造影程度。
另外，有时将在颈动脉等非造影图像上无法确定位置的部位作为监视对象部位。在这种情况下，由于仅知道监视对象部位的大致的位置，所以不得不将第一ROI设定得较宽。在按照平均CT值进行监视的情况下，如果将第一ROI设定得较宽，则在第一ROI中更多地包含了监视对象部位以外的部位。因此，监视对象部位的CT值相对第一ROI的平均CT值的贡献度降低，造影程度的监视精度恶化。
但是，本实施方式的X射线计算机断层摄影装置1依据属于计数对象的CT值范围中的像素数进行监视。因此，即使在将第一ROI设定得较宽的情况下，也可以根据CT值自动地从计数对象去除监视对象部位以外的部位。因此，本实施方式的X射线计算机断层摄影装置1能够比以往更宽地设定第一ROI。
还考虑将平均CT值的计算对象限定于第一ROI内的像素且属于特定的CT值范围中的像素的情况。例如，关于图7所示那样的特定的CT值范围内，考虑像素数相同的两个度数分布曲线。在这种情况下，用实线示出的度数分布曲线的平均CT值AVE1与用虚线表示的度数分布曲线的平均CT值AVE2相比，更靠近高CT值侧。例如，在阈值Th设定于平均CT值AVE1与平均CT值AVE2之间的情况下，实线的度数分布曲线满足判定条件，但虚线的度数分布曲线不满足判定条件。这样，在按照平均CT值进行监视的情况下，判定结果过于敏感地受到阈值的影响。但是，在如本实施方式那样按照像素数进行监视的情况下，判定结果不会受到特定的CT值范围内的度数分布的影响。因此，X射线计算机断层摄影装置1与以往相比，监视精度的稳定性更佳。
这样，根据本实施方式，提高造影程度的监视精度。
另外，在上述的实施方式中，设计数对象的CT值范围是1个。但是，本实施方式不限于此。例如，计数对象的CT值范围也可以包括多个CT值范围。在这种情况下，阈值设定部38针对各CT值范围设定阈值。像素数计数部40对属于多个CT值范围中的多个像素数进行计数。换言之，像素数计数部40针对各CT值范围，对像素数进行计数。判定部42针对多个CT值范围中的各个，分别判定像素数是否达到阈值。然后，扫描控制部44根据多个CT值范围的判定结果，控制规定动作的执行定时。例如，扫描控制部44也可以在所有CT值范围中像素数达到阈值的情况下执行规定动作。另外，扫描控制部44也可以在多个CT值范围中的任意一个中像素数达到阈值的情况下执行规定动作。
另外，本实施方式中的扫描机构10对应于“发明内容”部分中的“本发明的第三方面”中的扫描单元。图像产生部34对应于上述“本发明的第三方面”中的产生单元。ROI设定部36、阈值设定部38、像素数计数部40以及判定部42对应于上述“本发明的第三方面”中的监视单元。扫描控制部44对应于上述“本发明的第三方面”中的控制单元。
【第二实施方式】
在第一实施方式中，按照属于计数对象的CT值范围中的像素数进行了监视。在第二实施方式中，说明在操作者设定的第一ROI中设置子ROI、并通过该子ROI的选择来确定应监视的范围的情况。另外，对于与第一实施方式相同的结构、动作，省略其说明，对同一结构附加同一符号而进行说明，对不同的结构附加不同的符号而进行说明。图8是示出本实施方式的X射线计算机断层摄影装置100的结构的图。
在第二实施方式中，ROI设定部136与第一实施方式同样地设定用于监视的ROI。进而，ROI设定部在该ROI 101之中设定多个子ROI 102。图9示出所设定的ROI 101与子ROI 102的关系。在图9中，作为一例，示出希望监视颈动脉的情况。这样，以钙化区域104、脊椎区域105包含在ROI 101中的情况为一例进行说明。如图9所示，以填满ROI 101范围内的方式，设置多个子ROI 102。这里，在图9中，示出子ROI 102设定在不从ROI 101露出的位置上的情况，但不限于此。也可以设为：以某个子ROI 102包括ROI 101的所有区域的方式设定，结果，一部分的子ROI 102从ROI 101露出。
另外，关于每一个子ROI的大小，由于血管径等对象部位的大小根据部位、重构直径(FOV)而变化，所以也可以与部位、FOV等相应地变更。另外，在图9中，子ROI 102的间隔是子ROI 102的直径的1/2，但不限于此。如果使子ROI更密，则能够更细致地进行子ROI选择，如果更疏，则能够降低运算处理的负荷。其中，如果相对了子ROI的直径是1/n(n是大于等于2的整数)，则能够高效地配置子ROI，所以是更优选的。
进而，ROI设定部136对如上所述设定的子ROI各自中的CT值进行测量，将属于计数对象的CT值范围(带)中的子ROI选择为监视对象。具体而言，如图10所示，从监视的对象中，去除具有与钙化区域104、脊椎区域105等对应的高CT值、与空气等对应的低CT值的子ROI。
另外，子ROI选择的方法也可以是除此以外的方法。作为一个例子，也可以计算出大于等于特定的CT值的、例如与骨、钙化区域等对应的区域的面积，接下来计算出应从该面积去除的子ROI的数量。然后，从监视对象去除从CT值高的子ROI开始依次计算出的数量的子ROI等。也可以根据部位来切换所述多个子ROI选择的手法。
接下来，在本实施方式中，已经去除了骨、钙化等的区域，所以也可以通过与第一实施方式不同的方法判定向主扫描的切换触发。以下说明与该点关联的结构。
首先，阈值设定部138按照来自用户的指示或者自动地对后述特定的子ROI的CT值设定用于比较的阈值。
CT值计数部140在没有通过上述的子ROI的判别去除的ROI中，按照具有CT值从高到低的顺序，计算出前3个子ROI的CT值的平均值。另外，此处，CT值计数部140也可以将具有最高的CT值的子ROI的位置显示在显示部46的图像上。此处，成为计算的对象的子ROI的数量不限于3个。也可以是一个或者3个以外的多个，也可以根据子ROI的大小、间隔而变化。优选为即使出现了由于噪声等引起的特异的CT值的情况下，也能够将其吸收，并且由于局部的造影剂引起的CT值变化不会被淹没的程度的数量。另外，在图像上显示位置的子ROI也不限于具有最高的CT值的这一种，而也可以示出具有成为计算对象的所有CT值、或者小于等于其的前多个CT值的子ROI的位置。
判定部142对由CT值计数部140计算出的CT值的平均值与由阈值设定部138设定的阈值的大小关系进行比较。然后，判定部142判定所计算出的CT值的平均值是否达到阈值。在判定为CT值的平均值没有达到阈值的情况下，将表示该意思的未达到信号供给到扫描控制部44。另一方面，在判定为所计算出的CT值的平均值达到阈值的情况下，将该意思的达到信号供给到扫描控制部44。
另一方面，也可以代替阈值设定部138、CT值计数部140、以及判定部142等而置换第一实施方式中的阈值设定部38、像素数计数部40、以及判定部42等。在这种情况下，以没有通过所述步骤去除的子ROI的区域为对象而进行与第一实施方式同样的动作。
接下来，扫描控制部44既可以与第一实施方式同样地动作，也可以以等待操作者的指示输入而转移到主扫描的方式进行控制。在如上所述在图像上显示了具有最大CT值的子ROI等的情况下，操作者能够确认该子ROI是否为真正应监视的部位。因此，在本实施方式中，扫描控制部44也可以在接收到CT值的平均值达到阈值的意思的达到信号之后，在显示部46中显示催促操作者进行用于主扫描转移的输入。在这种情况下，扫描控制部在催促该输入的显示之后，存在来自操作者的输入时，进行向主扫描的转移控制。由此，操作者能够在确认了是否有真正应转移到主扫描的CT值的上升之后，进行向主扫描的转移。
根据本实施方式，X射线计算机断层摄影装置100通过以所选择的子ROI 102为对象进行监视，而对监视对象部位的造影程度进行监视。以下，说明本实施方式的执行定时的控制处理的效果。
以往，按照ROI内的平均CT值监视了造影程度，但在ROI中有时混入脊椎区域等高CT值区域。如果在ROI中混入了高CT值区域，则在以往的情况下，平均CT值转变到高CT值侧，而无法进行正确的监视。
但是，根据本实施方式，在ROI内设置子ROI，以根据每个子ROI的CT值去除了脊椎区域等而剩余的子ROI为对象进行监视。因此，能够将计数对象的像素的CT值范围限定于特定的范围(例如，造影血管区域能够取的CT值范围。比脊椎区域的CT值范围低)。通过这样限定计数对象的CT值范围，本实施方式的X射线计算机断层摄影装置1即使在ROI内混入了高CT值区域的情况下，也可以从监视对象中去除高CT值区域的像素。因此，X射线计算机断层摄影装置1与利用平均CT值的情况相比，能够更稳定地监视造影程度。
另外，在颈动脉等非造影图像上，有时将无法确定位置的部位作为监视对象部位。在这种情况下，由于仅知道监视对象部位的大致的位置，所以不得不将ROI设定得较宽。在按照平均CT值进行监视的情况下，如果将第一ROI设定得较宽，则在ROI中大量地包含了监视对象部位以外的部位。因此，监视对象部位的CT值相对于ROI的平均CT值的贡献度降低，造影程度的监视精度恶化。
但是，本实施方式的X射线计算机断层摄影装置1依据属于计数对象的CT值范围中的子ROI进行监视。因此，即使在将第一ROI设定得较宽的情况下，也可以根据CT值自动地从计数对象中去除监视对象部位以外的部位。因此，本实施方式的X射线计算机断层摄影装置1能够比以往更宽地设定ROI。
这样，根据本实施方式，造影程度的监视精度提高。
另外，本实施方式中的扫描机构10对应于“发明内容”部分中的“本发明的第三方面”中的扫描单元。图像产生部34对应于上述“本发明的第三方面”中的产生单元。ROI设定部136、阈值设定部138、CT值计数部140以及判定部142对应于上述“本发明的第三方面”中的监视单元。扫描控制部44对应于上述“本发明的第三方面”中的控制单元。
以上说明了特定的实施方式，但这些实施方式仅以例子的方式提出，而并不用于限制本发明的范围。实际上，这里所述的新颖实施方式能够以各种其它形式具体实施，而且，在不脱离本发明的精神的情况下，可以对这里所述的实施方式的形式进行各种省略、替换和改变。所附的权利要求及其等同方案意在覆盖落入本发明的范围和精神内的上述形式或变形。

Claims (18)

1.一种图像诊断装置，其特征在于，具备：
扫描机构，对被检体反复执行扫描，反复收集与所述被检体相关的收集数据；
产生部，根据所述收集数据产生与所述被检体相关的医用图像的数据；
监视部，对基于具有上限和下限的特定的像素值范围的、所述医用图像的变化进行监视；以及
控制部，根据所述监视部的监视结果，控制所述扫描机构，对与所述扫描相关的扫描条件的变更、所述扫描的停止、以及向所述被检体的指导的输出的至少1个规定动作的执行进行控制，
所述监视部还具备：
计数部，对所述医用图像中包含的多个像素中的属于所述特定的像素值范围的像素的像素数进行计数；以及
判定部，判定所述像素数是否达到阈值，
在判定为所述像素数没有达到所述阈值的情况下，所述控制部使所述规定动作的执行等待，在判定为所述像素数达到所述阈值的情况下，所述控制部控制所述扫描机构而使所述规定动作执行。
2.根据权利要求1所述的图像诊断装置，其特征在于，
所述扫描条件是X射线检测器的列数、管电流、管电压、X射线照射时间、X射线产生间隔、以及摄影模式中的至少1个。
3.根据权利要求1所述的图像诊断装置，其特征在于，
所述阈值是根据由用户指定的像素数、与由所述用户指定的实空间上的面积对应的像素数、或者按照来自所述用户的指示在所述医用图像上设定的ROI内的像素的像素数而设定的。
4.根据权利要求1所述的图像诊断装置，其特征在于，
所述判定部在所述像素数小于所述阈值的状态保持不变的情况或者所述像素数大于所述阈值的状态保持不变的情况下，判定为所述像素数没有达到所述阈值，在所述像素数从小于所述阈值的状态变为高于所述阈值的时刻或者所述像素数从大于所述阈值的状态变为低于所述阈值的时刻，判定为所述像素数达到所述阈值。
5.根据权利要求1所述的图像诊断装置，其特征在于，
还具备ROI设定部，该ROI设定部自动地或者按照来自用户的指示，对所述医用图像上的整体或者所述医用图像上的特定部分设定ROI，
所述计数部对所述ROI内的多个像素中的属于所述特定的像素值范围的像素的像素数进行计数。
6.根据权利要求1所述的图像诊断装置，其特征在于，
所述监视部还具备ROI设定部，该ROI设定部在上述医用图像上设定多个子ROI，对上述多个子ROI各自中的CT值进行测量，将属于计数对象的CT值范围中的子ROI选择为监视对象。
7.根据权利要求6所述的图像诊断装置，其特征在于，
所述ROI设定部在所述医用图像上设定ROI，并以由所述多个子ROI实质上覆盖用所述ROI设定的区域的整体的方式进行设定。
8.根据权利要求6所述的图像诊断装置，其特征在于，
所述监视部还具备：
像素值计数部，针对所述多个子ROI分别提取对应的像素值，选择其中多个高的像素值并将它们相加；以及
判定部，判定基于所选择出的像素值的相加的值是否达到阈值，
所述控制部进行如下控制：在判定为基于所述像素值的相加的值没有达到所述阈值的情况下，使所述规定动作的执行等待，在判定为基于所述像素数的相加的值达到所述阈值的情况下，控制所述扫描机构而使所述规定动作执行。
9.根据权利要求8所述的图像诊断装置，其特征在于，
所述计数部进行控制，以将具有所选择出的高的像素值的子ROI中的至少一个显示在所述医用图像上，
所述控制部进行在有操作者的操作输入之后使所述规定动作执行的控制。
10.一种图像产生方法，其特征在于，
对被检体反复执行扫描，反复收集与所述被检体相关的收集数据，
根据所述收集数据，产生与所述被检体相关的医用图像的数据，
对基于具有上限和下限的特定的像素值范围的、所述医用图像的变化进行监视，
根据所述监视的结果，对与所述扫描相关的扫描条件的变更、所述扫描的停止、以及向所述被检体的指导的输出中的至少1个规定动作的执行进行控制，
对所述医用图像中包含的多个像素中的属于所述特定的像素值范围的像素的像素数进行计数，判定所述像素数是否达到阈值，
在判定为所述像素数没有达到所述阈值的情况下，使所述规定动作的执行等待，在判定为所述像素数达到所述阈值的情况下，使所述规定动作执行。
11.根据权利要求10所述的图像产生方法，其特征在于，
所述扫描条件是X射线检测器的列数、管电流、管电压、X射线照射时间、X射线产生间隔、以及摄影模式中的至少1个。
12.根据权利要求10所述的图像产生方法，其特征在于，
所述阈值是根据由用户指定的像素数、与由所述用户指定的实空间上的面积对应的像素数、或者按照来自所述用户的指示在所述医用图像上设定的ROI内的像素的像素数而设定的。
13.根据权利要求10所述的图像产生方法，其特征在于，
在所述像素数小于所述阈值的状态保持不变的情况或者所述像素数大于所述阈值的状态保持不变的情况下，判定为所述像素数没有达到所述阈值，在所述像素数从小于所述阈值的状态变为高于所述阈值的时刻或者所述像素数从大于所述阈值的状态变为低于所述阈值的时刻，判定为所述像素数达到所述阈值。
14.根据权利要求10所述的图像产生方法，其特征在于，
自动地或者按照来自用户的指示，对所述医用图像上的整体或者所述医用图像上的特定部分设定ROI，
对所述ROI内的多个像素中的属于所述特定的像素值范围的像素的像素数进行计数。
15.根据权利要求10所述的图像产生方法，其特征在于，
在所述医用图像上设定多个子ROI，对上述多个子ROI各自中的CT值进行测量，将属于计数对象的CT值范围中的子ROI选择为监视对象。
16.根据权利要求15所述的图像产生方法，其特征在于，
在所述医用图像上设定ROI，并以由所述多个子ROI实质上覆盖用所述ROI设定的区域的整体的方式进行设定。
17.根据权利要求15所述的图像产生方法，其特征在于，
针对所述多个子ROI分别提取对应的像素值，选择其中多个高的像素值并将它们相加，判定基于所选择出的像素值的相加的值是否达到阈值，
进行如下控制：在判定为基于所述像素值的相加的值没有达到所述阈值的情况下，使所述规定动作的执行等待，在判定为基于所述像素数的相加的值达到所述阈值的情况下，使所述规定动作执行。
18.根据权利要求17所述的图像产生方法，其特征在于，
进行控制，以将具有所选择出的高的像素值的子ROI中的至少一个显示在所述医用图像上，
进行在有操作者的操作输入之后使所述规定动作执行的控制。
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