DE112017000923B4

DE112017000923B4 - Strahlungstomographisches Bildgebungssystem und Programm zum Steuern desselben

Info

Publication number: DE112017000923B4
Application number: DE112017000923.5T
Authority: DE
Inventors: Motoki Watanabe; Yotaro Ishihara
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2016-02-22
Filing date: 2017-02-16
Publication date: 2023-11-30
Anticipated expiration: 2037-02-17
Also published as: US20190059843A1; JP2017148110A; KR20180124019A; DE112017000923T5; US11071511B2; WO2017146985A1; JP6342437B2; CN108697397A

Abstract

Strahlungstomographisches Bildgebungssystem (1), dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst:eine Strahlungsröhre (21) zum Emittieren von Strahlung auf ein Subjekt (5);eine Speichervorrichtung (63), um darin eine Referenzemissionsbedingung für von der Strahlungsröhre (21) emittierte Strahlung zu speichern, wobei die Referenzemissionsbedingung unter der Annahme von einer erforderlichen Referenzbreite und/oder einer erforderlichen Referenzkörpertiefe in dem Subjekt (5) und unter Berücksichtigung eines Grades von Absorption der Strahlung in dem Subjekt (5) definiert ist;ein optischer Sensor (31, 32) zum Erfassen von einer Breite (W) und einer Körpertiefe (D) des Subjekts (5); undeinen Emissionsbedingungseinstellabschnitt (76) zum Einstellen einer Emissionsbedingung für von der Strahlungsröhre (21) emittierte Strahlung bei der Bildgebung nach dem Korrigieren der Referenzemissionsbedingunggemäß einer Differenz zwischen der Breite (W) des durch den optischen Sensor (31, 32) erfassten Subjekts (5) und der Referenzbreite, und einer Differenz zwischen der Körpertiefe (D) des Subjekts (5), die durch den optischen Sensor (31, 32) detektiert wird, und der Referenzkörpertiefe; odergemäß entweder einer Differenz zwischen der Breite (W) des durch den optischen Sensor (31, 32) erfassten Subjekts (5) und der Referenzbreite, oder einer Differenz zwischen der Körpertiefe (D) des Subjekts (5), die durch den optischen Sensor (31, 32) detektiert wird, und der Referenzkörpertiefe, entsprechend dem Sichtwinkel der Strahlungsröhre, wobei die Referenzemissionsbedingung für jeden Sichtwinkel der Strahlungsröhre (21) gespeichert ist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein strahlungstomographisches Bildgebungsssystem und ein Programm zum Steuern desselben, zum Einstellen von Bedingungen für die Strahlungsemission an ein Subjekt, basierend auf wenigstens der Breite und/oder der Körpertiefe des Subjekts.
HINTERGRUND
Funktionen, die in einer strahlungstomographischen Bildgebungsvorrichtung bereitgestellt werden, umfassen einen automatischen Belichtungssteuermechanismus.
Der automatische Belichtungssteuermechanismus steuert automatisch die Ausgangsleistung von Strahlung, die an ein Subjekt emittiert wird, basierend auf Daten, die eine Verteilung einer Strahlungsabsorptionsdosis in dem zuvor akquirierten Subjekt angeben, so dass die Leistung für eine Position erhöht wird, bei der die Strahlungsabsorptionsdosis größer ist und für eine Position verringert wird, bei der die Dosis der absorbierten Strahlung kleiner ist.
Der automatische Belichtungssteuermechanismus wird nun weiter beschrieben. Zuerst wird ein vorläufiger Scan durchgeführt, bei dem eine niedrige Strahlungsdosis auf ein Subjekt ausgesendet wird, d. h. eine Erkundungsabtastung wird durchgeführt. Dann werden aus Projektionsdaten, die in der Erkundungsabtastung erhalten wurden, eine Fläche eines Profils der Projektionsdaten, eine Elliptizität, die durch elliptisches Approximieren eines Querschnitts durch die Körperachse des Subjekts erhalten wird, ein Strahlungsdekrement usw. für jede Position in einer Richtung der Körperachse des Subjekts. Die Ausgangsleistung der emittierten Strahlung, beispielsweise der Röhrenstromwert für eine Strahlungsröhre, wird dann für jede Position in der Körperachsenrichtung des Subjekts basierend auf Informationen über die Fläche, Elliptizität, Dekrement usw. eingestellt, so dass die Menge an Rauschen über ein rekonstruiertes Bild gleichmäßig (siehe Patentdokument 1) ist. Ein Haupt-Scan wird dann mit der eingestellten Ausgangsleistung durchgeführt.
STAND DER TECHNIK
Die Patentanmeldung EP 2 944 256 A1 beschreibt ein Verfahren sowie ein System zur automatischen Kontrolle einer Röntgenstrahlenemission beschrieben, das die Berechnung einer Differenz einer Dicke vorsieht sowie das Suchen nach einer entsprechenden Röntgenstrahlungsenergie mit anschließender Ausgabe eines Röntgenenergieausgabewerts.. [Patentdokument 1] Japanische Patentanmeldung KOKAI Nr. 2001 - 043993
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Wegen der Notwendigkeit, die Erkundungsabtastung getrennt von der Hauptabtastung durchzuführen, wie oben beschrieben, ist jedoch ein verbesserter Durchsatz erwünscht. Insbesondere wird die Erkundungsabtastung zweimal durchgeführt: einer von knapp über dem Subjekt und der andere von nur der Seite des Subjekts. Insbesondere wird eine erste Erkundungsabtastung durchgeführt, indem ein Tisch bewegt wird, der das Subjekt trägt, während Strahlung von der Strahlungsröhre in einer 0-Grad-Position emittiert wird, und dann wird der Tisch in seine ursprüngliche Position zurückgebracht, wonach eine zweite Erkundungsabtastung durchgeführt wird, indem der Tisch, der darauf das Subjekt trägt, erneut bewegt wird, während Strahlung von der Strahlungsröhre emittiert wird, die in einer 90-Grad-Position liegt. Daher ist ein verbesserter Durchsatz erwünscht.
Darüber hinaus erhöht sich die Bestrahlungsdosis für das Subjekt entsprechend der Tatsache, dass die Erkundungsabtastung durchgeführt werden sollte. Unter diesen Umständen ist es erwünscht, Bedingungen für die Strahlungsemission in dem automatischen Belichtungssteuermechanismus einzustellen, ohne eine Erkundungsabtastung durchzuführen. Nichtsdestoweniger ist es auch erwünscht, geeignete Bedingungen für die Strahlungsemission einzustellen, ohne die Erkundungsabtastung bis zu einem Grad an Eignung durchzuführen, der vergleichbar ist mit einem Grad, der ansonsten erreicht würde, wenn die Erkundungsabtastung durchgeführt wird, d.h. Bedingungen für die Strahlungsemission einzustellen, mit denen die Menge an Rauschen in einem rekonstruierten Bild eine erforderliche Menge an Rauschen erfüllt.
Die Erfindung, die zur Lösung der oben genannten Probleme gemacht wurde, ist ein strahlentomographisches Bildgebungssystem gemäß Anspruch 1 und Anspruch 6, sowie ein Verfahren nach Anspruch 7.Ein strahlentomographisches Bildgebungssystem weist auf: eine Strahlungsröhre zum Emittieren von Strahlung auf ein Subjekt; eine Speichervorrichtung, um darin eine Referenzemissionsbedingung für von der Strahlungsröhre emittierte Strahlung zu speichern, wobei die Referenzemissionsbedingung unter der Annahme von einer erforderlichen Referenzbreite und/oder einer erforderlichen Referenzkörpertiefe in dem Subjekt und unter Berücksichtigung eines Grades von Absorption der Strahlung in dem Subjekt definiert ist; ein optischer Sensor zum Erfassen von wenigstens einer Breite und einer Körpertiefe des Subjekts; und einen Emissionsbedingungseinstellabschnitt zum Einstellen einer Emissionsbedingung für von der Strahlungsröhre emittierte Strahlung bei der Bildgebung nach dem Korrigieren der Referenzemissionsbedingung gemäß einer Differenz zwischen der Breite des durch den optischen Sensor erfassten Subjekts und der Referenzbreite und einer Differenz zwischen der Körpertiefe des Subjekts, die durch den optischen Sensor detektiert wird, und der Referenzkörpertiefe.
Gemäß der Erfindung in dem oben beschriebenen Aspekt wird die Referenzemissionsbedingung gemäß einer Differenz zwischen der durch den optischen Sensor erfassten Breite des Subjekts und der Referenzbreite und einer Differenz zwischen der Körpertiefe des Subjekts, die durch den optischen Sensor erfasst wird, und der Referenzkörpertiefe korrigiert, um eine Bedingung für die Strahlungsemission bei der Bildgebung festzulegen. Die Referenzemissionsbedingung wird unter Berücksichtigung eines Grads der Strahlungsabsorption, welcher Faktoren wie die Breite und Körpertiefe des Subjekts reflektiert, und zusätzlich anderer Faktoren. Da solch eine Referenzemissionsbedingung gemäß mindestens einem Unterschied zwischen der durch den optischen Sensor detektierten Breite des Subjekts und der Referenzbreite und/oder einer Differenz zwischen der Körpertiefe des Subjekts, die durch den optischen Sensor detektiert wird, und der Referenzkörpertiefe korrigiert wird, ist es möglich, eine geeignete Bedingung für die Strahlungsemission einzustellen, ohne eine Erkundungsabtastung bis zu einem Grad an Eignung durchzuführen, der vergleichbar ist mit einem Grad, der sonst erreicht würde, wenn die Erkundungsabtastung durchgeführt wird.
Figurenliste

• [1] Ein Diagramm, das schematisch eine Hardwarekonfiguration eines Röntgen-CT-Systems gemäß Ausführungsformen zeigt.
• [2] Eine Ansicht, die einen beispielhaften Überblick über einen Bildgebungsraum zeigt.
• [3] Ein Funktionsblockdiagramm einer Operationskonsole in dem in 1 gezeigten Röntgen-CT-System. 1.
• [4] Ein Flussdiagramm, das den Verarbeitungsablauf in dem Röntgen-CT-System gemäß den Ausführungsformen zeigt.
• [5] Ein Diagramm, das eine Tabelle zeigt, die in einem Speichergerät gespeichert ist.
• [6] Ein Diagramm, das ein Liniendiagramm zeigt, das eine Änderung des Röhrenstroms darstellt, und ein Bilddiagramm, das ein Subjekt in einer ersten Ausführungsform darstellt.
• [7] Ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Betrachtungswinkel und der Breite und Körpertiefe des Subjekts erläutert.
• [8] Ein Diagramm, das ein Liniendiagramm zeigt, das eine Änderung des Röhrenstroms darstellt, und ein Bilddiagramm, das das Subjekt in einer zweiten Ausführungsform darstellt.
• [9] Eine Ansicht, die eine weitere beispielhafte Übersicht des Bildgebungsraums zeigt.

Zunächst wird eine erste Ausführungsform beschrieben. 1 zeigt ein Röntgen-CT-System 1, das eine beispielhafte Ausführungsform des strahlungstomographischen Bildgebungssystems in der vorliegenden Erfindung ist. Wie in 1, umfasst das Röntgen-CT-System 1 eine Gantry 2, einen Bildaufnahmetisch 4 und eine Bedienkonsole 6.
Die Gantry 2 und der Bildaufnahmetisch 4 sind in einem Bilderzeugungsraum R installiert, wie in 2 gezeigt. Die Konsole 6 ist in einem Operationsraum (nicht gezeigt) installiert, der sich von dem Abbildungsraum R unterscheidet.
In 2 bezeichnet das Bezugszeichen F einen Boden des Bilderzeugungsraums Rund das Bezugszeichen C bezeichnet eine Decke des Bilderzeugungsraums R.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 weist die Gantry 2 weist eine Röntgenröhre 21, eine Blende 22, eine Kollimatoreinrichtung 23, einen Röntgendetektor 24, einen Datensammelbereich 25, einen Rotationsbereich 26, eine Hochspannungsquelle 27, eine Blendenantriebsvorrichtung 28, eine Drehantriebsvorrichtung 29 und einen Gantry- / Tisch-Steuerabschnitt 30, eine Kamera 31 und ein Abstandssensor 32 auf.
Der Drehabschnitt 26 ist um eine Bohrung 2B der Gantry 2 drehbar gelagert. Der Rotationsabschnitt 26 weist, darauf angebracht, die Röntgenröhre 21, die Öffnung 22, die Kollimatorvorrichtung 23, den Röntgendetektor 24 und den Datensammelabschnitt 25 auf.
Die Röntgenröhre 21 und der Röntgendetektor 24 sind so angeordnet, dass sie einander über die Bohrung 2B hinweg gegenüberliegen. Die Röntgenröhre 21 ist eine beispielhafte Ausführungsform der Strahlungsröhre in der vorliegenden Erfindung.
Die Öffnung 22 ist zwischen der Röntgenröhre 21 und der Bohrung 2B angeordnet. Sie formt Röntgenstrahlen, die von einem Röntgenfokus der Röntgenröhre 21 in Richtung des Röntgendetektors 24 emittiert werden, in einen Fächerstrahl oder einen Kegelstrahl.
Die Kollimatorvorrichtung 23 ist zwischen der Bohrung 2B und dem Röntgendetektor 24 angeordnet. Die Kollimatorvorrichtung 23 entfernt Streustrahlen, die ansonsten auf den Röntgendetektor 24 auftreffen würden.
Der Röntgendetektor 24 weist eine Vielzahl von Röntgendetektorelementen auf, die zweidimensional in einer Richtung (als Kanalrichtung bezeichnet) der Spanne des fächerförmigen Röntgenstrahls angeordnet sind, der von der Röntgenröhre 21 emittiert wird, und eine Richtung (als Reihenrichtung bezeichnet) der Dicke davon. Jedes jeweilige Röntgendetektorelement erfasst Röntgenstrahlen, die durch ein in der Bohrung 2B angeordnetes Subjekt 5 hindurchtreten, und gibt ein elektrisches Signal in Abhängigkeit von der Intensität der Röntgenstrahlen aus.
Der Datensammelabschnitt 25 empfängt das von jedem Röntgendetektorelement in dem Röntgendetektor 24 ausgegebene elektrische Signal und wandelt es in Röntgendaten zum Sammeln um.
Der Bildaufnahmetisch 4 weist einen Tisch 41 und eine Tischantriebsvorrichtung 42 auf. Das Subjekt 5 wird auf den Tisch 41 gelegt. Die Tischantriebsvorrichtung 42 bewegt den Tisch 41 in die Bohrung 2B hinein und aus dieser heraus, d.h. ein Bildgebungsvolumen, in der Gantry 2.
Die Hochspannungsquelle 27 führt der Röntgenröhre 21 Hochspannung und Strom zu.
Die Öffnungsantriebsvorrichtung 28 treibt die Öffnung 22 an und modifiziert die Form ihrer Öffnung.
Die Drehantriebsvorrichtung 29 treibt den Drehabschnitt 26 drehend an.
Der Gantry / Tisch-Steuerabschnitt 30 steuert mehrere Vorrichtungen und Abschnitte in der Gantry 2, dem Bildaufnahmetisch 4 und dergleichen.
Die Kamera 31 und der Abstandssensor 32 sind an der Gantry 20 an ihrem oberen Abschnitt angebracht. Die Kamera 31 ist eine optische Bildgebungsvorrichtung zum Erfassen von sichtbarem Licht und erfasst ein Bild des auf dem Tisch 41 des Bildgebungstischs 4 aufgelegten Subjekts 5. Der Abstandssensor 32 hat einen Emissionsabschnitt (nicht gezeigt) zum Aussenden von beispielsweise Infrarotstrahlen und einen Erfassungsabschnitt (nicht gezeigt) zum Erfassen der von dem Emissionsabschnitt emittierten und zurückreflektierten Infrarotstrahlen. Durch den Abstandssensor 32 wird ein Abstand zwischen dem Abstandssensor 32 und einem Infrarotreflektor erfasst. Es sollte angemerkt werden, dass Bildsignale von der Kamera 31 und Detektionssignale von dem Abstandssensor 32 durch den Gantry / Tisch-Steuerabschnitt 30 geleitet werden und in eine Rechenverarbeitungsvorrichtung 64 in der Betriebskonsole 6 eingegeben werden.
Gemäß dem von der Kamera 31 erfassten Bild kann eine Breite des Subjekts 5 erfasst werden. Gemäß den Erfassungssignalen von dem Abstandssensor 32 kann eine Körpertiefe des Subjekts 5 erfasst werden. Details davon werden später diskutiert. Die Kamera 31 und der Abstandssensor 32 bilden eine beispielhafte Ausführungsform des optischen Sensors in der vorliegenden Erfindung.
Die Bedienkonsole 6 akzeptiert mehrere Arten von Operationen von einem Bediener. Die Bedienkonsole 6 weist eine Eingabevorrichtung 61, eine Anzeigevorrichtung 62, eine Speichervorrichtung 63 und die Rechenverarbeitungsvorrichtung 64 auf. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Bedienkonsole 6 aus einem Computer aufgebaut.
Die Eingabevorrichtung 61 ist so konfiguriert, dass sie eine Schaltfläche, eine Tastatur usw. zum Akzeptieren einer Eingabe eines Befehls und Informationen von dem Bediener und ferner ein Zeigegerät und dergleichen enthält. Die Anzeigevorrichtung 62 ist eine LCD (Flüssigkristallanzeige), eine organische EL (Elektrolumineszenz) -Anzeige oder dergleichen. Die Anzeigevorrichtung 62 ist eine beispielhafte Ausführungsform der Anzeigevorrichtung in der vorliegenden Erfindung.
Die Speichervorrichtung 63 ist ein HDD (Festplattenlaufwerk), ein Halbleiterspeicher, wie ein RAM (Random Access Memory) und ein ROM (Nur-Lese-Speicher) und dergleichen. Die Betriebskonsole 6 kann die gesamten HDD, RAM und ROM als Speichervorrichtung 63 aufweisen. Die Speichervorrichtung 63 kann auch ein tragbares Speichermedium wie etwa eine CD (Compact Disk) oder eine DVD (Digital Versatile Disk) umfassen. Die Speichervorrichtung 63 ist eine beispielhafte Ausführungsform der Speichervorrichtung in der vorliegenden Erfindung.
Die Rechenverarbeitungsvorrichtung 64 ist ein Prozessor, wie etwa eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit).
Wie in 1 gezeigt, wird eine Richtung der Körperachse des Subjekts 5, d.h. eine Transportrichtung des Subjekts 5 durch den Bildgebungstisch 4, hierin als z-Richtung bezeichnet. Außerdem wird eine vertikale Richtung als y-Richtung und eine horizontale Richtung orthogonal zur y- und z-Richtung als x-Richtung bezeichnet.
Bezugnehmend auf 3 weist die Bedienkonsole 6 als ihre Funktionsblöcke einen Abtaststeuerabschnitt 71, einen Bildrekonstruktionsabschnitt 72, einen Abtastprotokolleinstellabschnitt 73, einen Breitenidentifizierungsabschnitt 74, einen Körpertiefenidentifizierungsabschnitt 75 und eine Emissionsbedingungseinstellungsabschnitt 76 und einen Anzeigesteuerabschnitt 77 auf. Die Rechenverarbeitungsvorrichtung 64 führt Funktionen dieses Abtaststeuerabschnitts 71, des Bildrekonstruktionsabschnitts 72, des Abtastprotokolleinstellabschnitts 73, des Breitenidentifizierungsabschnitts 74, des Körpertiefenidentifizierungsabschnitts 75, des Emissionsbedingungseinstellabschnitts 76 und des Anzeigesteuerabschnitts 77 durch vorbestimmte Programme aus. Die im Voraus spezifizierten Programme werden zum Beispiel in einem nicht-flüchtigen Speichermedium wie dem HDD oder dem ROM gespeichert, die die Speichervorrichtung 63 bilden. Die Programme können auch in einem nicht-flüchtigen Speichermedium mit Portabilität wie der CD oder DVD gespeichert sein, das die Speichervorrichtung 63 bildet.
Der Abtaststeuerabschnitt 71 steuert den Gantry- / Tischsteuerabschnitt 30 als Reaktion auf eine Operation durch den Bediener, um eine Abtastung durchzuführen.
Der Bildrekonstruktionsabschnitt 72 führt eine Bildrekonstruktionsverarbeitung auf der Grundlage von Projektionsdaten durch, die durch Scannen des Subjekts 5 mit von der Röntgenröhre 21 emittierten Röntgenstrahlen erhalten werden, um Tomographiebilddaten bereitzustellen.
Der Scan-Protokoll-Einstellabschnitt 73 stellt ein Scan-Protokoll zur Verwendung beim Durchführen des Scans ein.
Der Breitenidentifizierungsabschnitt 74 identifiziert eine Breite W des Subjekts 5 basierend auf einem von der Kamera 31 erfassten Bild. Die Breite W ist die Abmessung des Subjekts 5 in der x-Achsenrichtung. Die Breite W kann an einer Mehrzahl von Positionen in der Körperachsenrichtung identifiziert werden.
Der Körpertiefenidentifizierungsabschnitt 75 identifiziert eine Körpertiefe D des Subjekts 5 basierend auf einem Detektionssignal von dem Abstandssensor 32. Die Körpertiefe D ist die Abmessung des Subjekts 5 in der y-Achsenrichtung. Die Körpertiefe D wird in einem Abschnitt identifiziert, für den die Breite W identifiziert ist. Die Körpertiefe D kann an einer Vielzahl von Positionen in der Körperachsenrichtung identifiziert werden.
Der Emissionsbedingungseinstellabschnitt 76 stellt Emissionsbedingungen für Röntgenstrahlen ein, die von der Röntgenröhre 21 beim Abbilden emittiert werden. Zum Beispiel stellt der Emissionsbedingungseinstellabschnitt 76 einen Röhrenstrom während der Bildgebung (während einer Abtastung) ein. Details davon werden später diskutiert. Der Emissionsbedingungseinstellabschnitt 76 ist eine beispielhafte Ausführungsform des Emissionsbedingungs-Einstellabschnitts in der vorliegenden Erfindung. Die Funktion durch den Emissionsbedingungseinstellabschnitt 76 ist eine beispielhafte Ausführungsform der Emissionsbedingungseinstellfunktion in der vorliegenden Erfindung.
Der Anzeigesteuerabschnitt 75 zeigt mehrere Arten von Bildern, einschließlich eines tomographischen Bildes, und Text auf der Anzeigevorrichtung 62 an.
Als nächstes wird der Verarbeitungsablauf in dem Röntgen-CT-System gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf der Grundlage des Flussdiagramms in 4 beschrieben. Die Beschreibung hierin wird sich auf die Verarbeitung beziehen, bis eine Abtastung durch Röntgenstrahlen durchgeführt ist.
Zuerst wählt der Bediener in Schritt S1 ein Bildgebungsprotokoll aus. Das Bildgebungsprotokoll wird beispielsweise an der Eingabevorrichtung 61 eingegeben.
Als nächstes lädt in Schritt S2 der Emissionsbedingungseinstellabschnitt 76 darauf eine Referenzemissionsbedingung usw. Dies wird nachstehend spezifisch beschrieben. Die Referenzemissionsbedingung ist eine Emissionsbedingung, wenn Röntgenstrahlen durch die Röntgenröhre 21 auf ein Subjekt mit Standardkörperform emittiert werden. Die Referenzemissionsbedingung ist unter der Annahme einer Standardkörperform definiert, d.h. Annahme einer erforderlichen Referenzbreite und einer erforderlichen Referenzkörpertiefe in dem Subjekt, und ebenfalls unter Berücksichtigung des Grades der Röntgenabsorption in dem Subjekt. Die Referenzemissionsbedingung ist eine Emissionsbedingung, die so definiert ist, dass der Rauschpegel in einem rekonstruierten Bild für ein Subjekt mit Standardkörperform ein Niveau erfüllt, das durch einen erforderlichen Rauschindexwert angegeben ist. Die Referenzemissionsbedingung ist in der Speichervorrichtung 63 für jeden Körperteil in einem Subjekt gespeichert. Die Referenzemissionsbedingung ist so definiert, dass der Rauschpegel in einem rekonstruierten Bild über Körperteile einheitlich ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Referenzemissionsbedingung ein Referenzröhrenstrom.
Der Grad der Röntgenabsorption in einem Subjekt variiert mit der Querschnittsfläche des Subjekts, die durch die Breite und Körpertiefe bestimmt wird, und zusätzlich mit welcher Art von Substanz, wie Luft oder Knochen, in diesem Körperteil vorhanden ist. Dementsprechend wird der Referenzröhrenstrom unter Berücksichtigung des Grades der Röntgenabsorption eingestellt, in dem die Breite und Körpertiefe und zusätzlich andere Faktoren reflektiert werden.
Zum Beispiel wird der Bezugsröhrenstrom in der Speichervorrichtung 63 als Tabelle TA gespeichert, die in 5 gezeigt ist. Tabelle TA ist eine Tabelle, die die Referenzröhrenströme mAb1 bis mAb7 definiert, abhängig von dem Körperteil (einem Kopf, einem Nacken, Schultern, Lungen, einem Bauch, Hüften und unteren Gliedmaßen) des Subjekts. Einige der Werte mAb1 bis mAb7 können gleich sein. Wie in 5 gezeigt, kann die Tabelle TA Referenzbreiten Wb 1 bis Wb7 und Referenzkörpertiefen Db1 bis Db7 enthalten. Diese Referenzbreiten Wb1 bis Wb7 und Referenzkörpertiefen Db 1 bis Db7 bilden eine beispielhafte Ausführungsform der erforderlichen Referenzbreite und der erforderlichen Referenzkörpertiefe.
Der Emissionsbedingungseinstellabschnitt 76 lädt Informationen aus der Speichervorrichtung 63 in der Tabelle TA für einen Körperteil gemäß dem in Schritt S1 ausgewählten Bildgebungsprotokoll. Die Information in der Tabelle TA, die von der Speichervorrichtung 63 geladen wird, enthält den Referenzröhrenstrom, die Referenzbreite und die Referenzkörpertiefe für diesen Körperteil. Der Körperteil kann ein einzelnes Teil sein oder eine Mehrzahl von Teilen umfassen.
Als nächstes identifiziert im Schritt S3 der Breitenidentifizierungsabschnitt 74 eine Breite W des Subjekts 5. Darüber hinaus identifiziert der Körpertiefenidentifizierungsabschnitt 75 eine Körpertiefe D des Subjekts 5. Der Breitenidentifizierungsabschnitt 74 und der Körpertiefenidentifizierungsabschnitt 75 identifizieren die Breite W und die Körpertiefe D für den Körperteil gemäß dem in Schritt S1 ausgewählten Bildgebungsprotokoll.
Der Breitenidentifizierungsabschnitt 74 identifiziert die Breite W des Subjekts 5 basierend auf einem von der Kamera 31 erfassten Bild. Der Körpertiefenidentifikationsabschnitt 75 identifiziert die Körpertiefe D durch eine Differenz zwischen zwei Abständen: einer von dem Abstandssensor 32 zu dem Subjekt 5 an dem Körperteil und der andere von dem Abstandssensor 32 zu einer Ebene, über die das Subjekt 5 auf den Bildaufnahmetisch 4 gelegt ist.
Als nächstes entscheidet der Emissionsbedingungseinstellabschnitt 76 in Schritt S4, ob die durch den Breitenidentifizierungsabschnitt 74 identifizierte Breite W und die durch den Körpertiefenidentifizierungsabschnitt 75 identifizierte Körpertiefe D in jeweilige Bereiche der Bezugswerte fallen. Der Bereich des Bezugswerts ist ein Bereich, der als die Standardkörperform repräsentierend anerkannt ist und in der Speichervorrichtung 63 gespeichert ist. Der Bereich des Referenzwerts, der als die Standardkörperform repräsentierend anerkannt ist, ist ein solcher Bereich, dass der Rauschpegel in einem rekonstruierten Bild einen Pegel erfüllt, der durch einen erforderlichen Rauschindexwert angegeben wird, wenn Röntgenstrahlen mit dem Referenzröhrenstrom emittiert werden.
In dem Fall, dass entschieden wird, dass die Breite W und die Körpertiefe D nicht in die jeweiligen Bereiche der Referenzwerte in Schritt S4 fallen („NEIN“ in Schritt S4), geht der Ablauf zu der Verarbeitung in Schritt S5. In dem Fall, in dem entschieden wird, dass die Breite W und die Körpertiefe D in den jeweiligen Bereichen der Bezugswerte in Schritt S4 liegen („JA“ in Schritt S4), geht der Ablauf zu einer Verarbeitung in Schritt S7 über.
In Schritt S5 korrigiert der Emissionsbedingungseinstellabschnitt 76 die Referenzemissionsbedingung, um eine Bedingung für die Emission von Röntgenstrahlen an das Subjekt 5 bei der Bildaufnahme einzustellen. Hier wird der Referenzröhrenstrom, der in Schritt S2 geladen wird, korrigiert, um einen Röhrenstrom beim Abbilden einzustellen. Der Ausdruck Bildgebung bezieht sich auf eine Abtastung in Schritt S7, d.h. Röntgen-CT-Bildgebung, die später erörtert wird.
Nun wird insbesondere die Korrektur des Referenzröhrenstroms beschrieben. Der Emissionsbedingungseinstellabschnitt 76 korrigiert den Referenzröhrenstrom gemäß zwei Unterschieden: einer ist zwischen der Breite W des Subjekts 5 und der Bezugsbreite Wb, und der andere ist zwischen der Körpertiefe D des Subjekts 5 und der Bezugskörpertiefe Db. Die Differenz kann beispielsweise ein Verhältnis oder eine (arithmetische) Differenz sein. Die Referenzbreite ist eine der Referenzbreiten Wb 1 bis Wb7 in der Tabelle TA für den Körperteil gemäß dem Bildgebungsprotokoll. Die referentielle Körpertiefe ist eine der referentiellen Körpertiefen Db1 bis Db7 in der Tabelle TA für den Körperteil gemäß dem Bildgebungsprotokoll.
Der Emissionsbedingungseinstellabschnitt 76 korrigiert den Bezugsröhrenstrom, so dass ein höherer Röhrenstrom bei der Bilderzeugung resultiert, wenn die Breite W und/oder die Körpertiefe D größer ist, und ein geringerer Röhrenstrom bei der Bilderzeugung resultiert, wenn die Breite W und/oder die Körpertiefe D kleiner ist. Zum Beispiel korrigiert der Emissionsbedingungseinstellabschnitt 76 den Referenzröhrenstrom mAb, um einen Röhrenstrom in der Bildgebung mA gemäß (Glg. 1) zu berechnen: $mA = mAb * F (Glg .1),$
wobei $F = (W/Wb) * (D/Db) .$
Gemäß (Glg. 1) oben wird ein Röhrenstrom mA berechnet, mit dem der Rauschpegel in einem rekonstruierten Bild einen Pegel erfüllt, der durch einen erforderlichen Rauschindexwert angegeben ist.
In dem Fall, dass der Röhrenstrom mA für eine Mehrzahl von Körperteilen eingestellt ist, korrigiert der Emissionsbedingungseinstellabschnitt 76 den Referenzröhrenstrom mAb für jedes der Vielzahl von Körperteilen gemäß (Glg. 1) für jedes aus der Vielzahl von Körperteilen.
Als nächstes zeigt in Schritt S6 der Anzeigesteuerabschnitt 77 auf der Anzeigevorrichtung 62 die Röntgenemissionsbedingung, d.h. einen Röhrenstrom mA, der in Schritt S5 eingestellt wurde. Zum Beispiel zeigt der Anzeigesteuerabschnitt 77 auf der Anzeigevorrichtung 62 ein Liniendiagramm L an, das eine Änderung des Röhrenstroms mA in einer Richtung der Körperachse (z-Achsenrichtung) des Subjekts 5 darstellt, wie in 6 gezeigt. In 6 repräsentiert die horizontale Richtung die z-Richtung, während die vertikale Richtung die Größe des Röhrenstroms mA darstellt. Hier repräsentiert das Liniendiagramm L eine Änderung des Röhrenstroms mA in dem gesamten Körper des Subjekts 5. Der Anzeigesteuerabschnitt 77 kann ein Bilddiagramm I anzeigen, das das Subjekt zusammen mit dem Liniendiagramm L auf der Anzeigevorrichtung 62 darstellt. Das Liniendiagramm L wird so angezeigt, dass das Bilddiagramm I und die Position in der z-Achsenrichtung einander entsprechen.
In dem Fall, dass der Röhrenstrom in der Bildgebung mA in Schritt S6 angezeigt wird und entschieden wird, dass die Breite W und die Körpertiefe D in Schritt S4 in die jeweiligen Bereiche der Referenzwerte fallen, geht der Ablauf zu der Verarbeitung in Schritt S7. In Schritt S7 wird ein Scan des Patienten 5 mit Röntgenstrahlen, d.h. Röntgen-CT-Bildgebung, durchgeführt. Die Abtastung wird durch den Abtaststeuerabschnitt 71 durchgeführt, der den Gantry- / Tischsteuerabschnitt 30 steuert. Zum Beispiel wird in dem Fall, dass der Röhrenstrom mA in Schritt S5 eingestellt wird, eine Abtastung mit dem Röhrenstrom mA durchgeführt. Wenn andererseits in Schritt S4 entschieden wird, dass die Breite W und die Körpertiefe D in die jeweiligen Bereiche der Referenzwerte fallen, wird eine Abtastung mit dem Bezugsröhrenstrom mAb durchgeführt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Bezugsröhrenstrom mAb entsprechend der Breite W und der Körpertiefe D des Subjekts 5 korrigiert, um einen Röhrenstrom in der Bildaufnahme mA einzustellen, ohne eine Erkundungsabtastung separat von der in Schritt S7 durchgeführten Abtastung durchzuführen. Der Referenzröhrenstrom mAb wird unter Berücksichtigung eines Grads von Röntgenstrahlenabsorption definiert, der Faktoren wie die Breite und die Körpertiefe des Subjekts widerspiegelt, und zusätzlich andere Faktoren; daher ist es möglich, einen geeigneten Röhrenstrom mA einzustellen, ohne eine Erkundungsabtastung durchzuführen, bis zu einem Grad an Eignung, der vergleichbar ist mit einem Grad, der ansonsten erreicht werden würde, wenn die Erkundungsabtastung durchgeführt wird. Die Eliminierung der Notwendigkeit für die Erkundungsabtastung ermöglicht eine Verbesserung des Durchsatzes und eine Verringerung der Belichtungsdosis.
In der ersten Ausführungsform kann der Emissionsbedingungseinstellabschnitt 76 den Bezugsröhrenstrom basierend auf der Grundlage entweder der Differenz zwischen der Breite W des Subjekts 5 und der Bezugsbreite Wb oder der Differenz zwischen der Körpertiefe D des Subjekts 5 und Referenzkörpertiefe Db, um den Röhrenstrom während der Bildgebung mA zu setzen.
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform beschrieben. Die Konfiguration des Röntgen-CT-Systems 1 in der zweiten Ausführungsform ist identisch mit der in der ersten Ausführungsform, und der Betrieb ist im Wesentlichen auch identisch mit demjenigen, der in dem Flussdiagramm in 4 gezeigt ist. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich jedoch von der ersten Ausführungsform in den folgenden Punkten.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Referenzemissionsbedingung für jeden Sichtwinkel der Röntgenröhre 21 gespeichert. Zum Beispiel werden Bezugsemissionsbedingungen, die voneinander verschieden sind, für eine Mehrzahl von erforderlichen Betrachtungswinkeln gespeichert. Hier sind eine erste Referenzemissionsbedingung für Betrachtungswinkel von 0 und 180 Grad und eine zweite Referenzemissionsbedingung für Betrachtungswinkel von 90 und 270 Grad gespeichert. Die erste und die zweite Referenzemissionsbedingung sind Referenzröhrenströme, die sich voneinander unterscheiden.
Man nehme nun an, dass der Bezugsröhrenstrom für Betrachtungswinkel von 0 und 180 Grad ein erster Bezugsröhrenstrom ist und dass für Betrachtungswinkel von 90 und 270 Grad ein zweiter Bezugsröhrenstrom ist. Der erste und der zweite Referenzröhrenstrom werden für jeden Körperteil des Subjekts gespeichert. Das Subjekt P der Standardkörperform weist einige Körperteile auf, wobei die Dimension der Körpertiefe D, welche die Röntgenübertragungsweglänge für Blickwinkel von 0 und 180 Grad ist, kleiner ist als die Dimension der Breite W, welche die Röntgenübertragungsweglänge für Blickwinkel von 90 und 270 Grad, wie in 7 gezeigt. In diesem Fall wird der erste Referenzröhrenstrom auf einen Wert eingestellt, der kleiner als der des zweiten Referenzröhrenstroms ist.
In Schritt S5 führt der Emissionsbedingungseinstellabschnitt 76 eine Korrektur des Bezugsröhrenstroms unter Verwendung entweder eines Unterschieds zwischen der durch den Breitenidentifizierungsabschnitt 74 identifizierten Breite W des Subjekts 74 und der Bezugsbreite Wb oder einer Differenz zwischen der Körpertiefe D des Subjekts D ermittelt durch den Körpertiefenidentifizierungsabschnitt 75 und die Referenzkörpertiefe Db gemäß dem Betrachtungswinkel der Röntgenröhre 21. Insbesondere wird der erste Referenzröhrenstrom entsprechend der Differenz zwischen der Körpertiefe D des Subjekts und der Referenzkörpertiefe Db korrigiert. Der zweite Referenzröhrenstrom wird gemäß der Breite W des Subjekts und der Referenzbreite Wb korrigiert. Zum Beispiel korrigiert der Emissionsbedingungseinstellabschnitt 76 den ersten Referenzröhrenstrom mAbf basierend auf (Glg. 2) unten, um einen ersten Röhrenstrom in der Bildaufnahme-mAf zu berechnen, und korrigiert die zweiten Referenzröhrenstrom mAbs basierend auf (Glg. 3) unten, um einen zweiten Röhrenstrom in bildgebenden mAs zu berechnen: $mAf = mAbf * F 1 (Glg .2),$
wobei $F 1 = D /Db$
und $mAs = mAbs * F 2 (Glg .3),$
wobei $F 2 = W / Wb .$
Wie in der ersten Ausführungsform können der erste Röhrenstrom mAf und der zweite Röhrenstrom mAs für eine Mehrzahl von Körperteilen eingestellt werden. In diesem Fall korrigiert der Emissionsbedingungseinstellabschnitt 76 den ersten Referenzröhrenstrom mAbf und den zweiten Referenzröhrenstrom mAbs für jeden der Vielzahl von Körperteilen gemäß (Glg. 2) und (Glg. 3) oben.
In Schritt S6 zeigt der Anzeigesteuerabschnitt 77 auf der Anzeigevorrichtung 62 ein erstes Liniendiagramm L1 an, das eine Änderung des ersten Röhrenstroms mAf in der Richtung der Körperachse des Subjekts 5 darstellt, und ein zweites Liniendiagramm L2, das eine Änderung des zweiten Röhrenstroms mAs in der Richtung der Körperachse des Subjekts 5, wie in 8 gezeigt, repräsentiert. Der Anzeigesteuerabschnitt 77 kann auch ein erstes Bilddiagramm I1 und ein zweites Bilddiagramm 12 anzeigen, die das Subjekt zusammen mit dem ersten Liniendiagramm L1 und dem zweiten Liniendiagramm L2 auf der Anzeigevorrichtung 62 darstellen. Das erste Bilddiagramm I1 ist ein Bilddiagramm des Subjekts, betrachtet in der x-Achsenrichtung, so dass die Körpertiefe ähnlich dem Bilddiagramm I in 6 dargestellt ist. Das zweite Bilddiagramm I2 ist ein Bilddiagramm des Subjekts, betrachtet in Richtung der y-Achse, so dass die Breite dargestellt ist.
Gemäß der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform kann ein Effekt ähnlich wie in der ersten Ausführungsform erzielt werden, und außerdem kann eine Abtastung mit einem Röhrenstrom erreicht werden, der geeigneter gemäß dem Sichtwinkel eingestellt ist.
Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen beschrieben wurde, ist leicht zu erkennen, dass die Erfindung mit mehreren Modifikationen ausgeführt werden kann, ohne deren Sinn und Umfang zu verändern. Zum Beispiel sind die Kamera 31 und der Abstandssensor 32 nicht notwendigerweise an der Gantry 2 vorgesehen. Zum Beispiel können die Kamera 31 und der Abstandssensor 32 an der Decke C des Untersuchungsraums R angebracht sein, wie in 9 gezeigt.
Darüber hinaus kann die Referenzemissionsbedingung unter der Annahme entweder der erforderlichen Referenzbreite oder der erforderlichen Referenzkörpertiefe für ein Subjekt festgelegt werden. In diesem Fall korrigiert der Emissionsbedingungseinstellabschnitt 76 eine Referenzemissionsbedingung auf der Grundlage entweder der Differenz zwischen der Breite W des Subjekts 5 und der Referenzbreite Wb oder der Differenz zwischen der Körpertiefe D des Subjekts 5 und der Referenzkörpertiefe Db zum Einstellen einer Emissionsbedingung bei der Bildgebung.
Ferner ist die Technik zum Identifizieren der Breite W und der Körpertiefe D des Subjekts 5 nicht auf eine beschränkt, das sie basierend auf einem Bild von der Kamera 31 und einem Detektionssignal von dem Infrarotsensor 32 identifiziert.

Claims

Strahlungstomographisches Bildgebungssystem (1), dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst: eine Strahlungsröhre (21) zum Emittieren von Strahlung auf ein Subjekt (5); eine Speichervorrichtung (63), um darin eine Referenzemissionsbedingung für von der Strahlungsröhre (21) emittierte Strahlung zu speichern, wobei die Referenzemissionsbedingung unter der Annahme von einer erforderlichen Referenzbreite und/oder einer erforderlichen Referenzkörpertiefe in dem Subjekt (5) und unter Berücksichtigung eines Grades von Absorption der Strahlung in dem Subjekt (5) definiert ist; ein optischer Sensor (31, 32) zum Erfassen von einer Breite (W) und einer Körpertiefe (D) des Subjekts (5); und einen Emissionsbedingungseinstellabschnitt (76) zum Einstellen einer Emissionsbedingung für von der Strahlungsröhre (21) emittierte Strahlung bei der Bildgebung nach dem Korrigieren der Referenzemissionsbedingung gemäß einer Differenz zwischen der Breite (W) des durch den optischen Sensor (31, 32) erfassten Subjekts (5) und der Referenzbreite, und einer Differenz zwischen der Körpertiefe (D) des Subjekts (5), die durch den optischen Sensor (31, 32) detektiert wird, und der Referenzkörpertiefe; oder gemäß entweder einer Differenz zwischen der Breite (W) des durch den optischen Sensor (31, 32) erfassten Subjekts (5) und der Referenzbreite, oder einer Differenz zwischen der Körpertiefe (D) des Subjekts (5), die durch den optischen Sensor (31, 32) detektiert wird, und der Referenzkörpertiefe, entsprechend dem Sichtwinkel der Strahlungsröhre, wobei die Referenzemissionsbedingung für jeden Sichtwinkel der Strahlungsröhre (21) gespeichert ist.
Strahlungstomographisches Bildgebungssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzemissionsbedingung für jeden Körperteil eines Subjekts (5) gespeichert ist.
Strahlungstomographisches Bildgebungssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Emissionsbedingungseinstellabschnitt (76) die Referenzemissionsbedingung korrigiert, so dass eine Strahlungsdosis zunimmt, wenn die Breite (W) und/oder die Körpertiefe (D) größer ist, und die Referenzemissionsbedingung korrigiert, so dass eine Strahlendosis abnimmt, wenn die Breite (W) und/oder die Körpertiefe (D) kleiner ist.
Strahlungstomographisches Bildgebungssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sensor (31, 32) eine optische Bilderfassungsvorrichtung (31) und ein Abstandssensor (32) ist.
Strahlungstomographisches Bildgebungssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst eine Anzeigevorrichtung (62) zum Anzeigen der durch den Emissionsbedingungseinstellabschnitt (76) eingestellten Strahlungsemissionsbedingung.
Strahlungstomographisches Bildgebungssystem (1), dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst: eine Strahlungsröhre (21) zum Emittieren von Strahlung auf ein Subjekt (5); eine Speichervorrichtung (63), um darin eine Referenzemissionsbedingung für von der Strahlungsröhre (21) emittierte Strahlung zu speichern, wobei die Referenzemissionsbedingung unter der Annahme von einer erforderlichen Referenzbreite und/oder einer erforderlichen Referenzkörpertiefe in dem Subjekt (5) und unter Berücksichtigung eines Grades von Absorption der Strahlung in dem Subjekt (5) definiert ist; ein optischer Sensor (31, 32) zum Erfassen einer Breite (W) und einer Körpertiefe (D) des Subjekts (5); und einen Prozessor (64), wobei das Bildgebungssystem (1) dadurch gekennzeichnet ist, dass der Prozessor (64) durch ein Programm eine Emissionsbedingungseinstellungsfunktion (76) ausführt zum Einstellen einer Emissionsbedingung für von der Strahlungsröhre (21) emittierte Strahlung bei der Bildgebung nach Korrigieren der Referenzemissionsbedingung gemäß einer Differenz zwischen der Breite (W) des Subjekts (5), die von dem optischen Sensor (31, 32) erfasst wird, und der Bezugsbreite und einer Differenz zwischen der Körpertiefe (D) des Subjekts (5), die von dem optischen Sensor (31, 32) erfasst wird, und der Bezugskörpertiefe; oder gemäß entweder einer Differenz zwischen der Breite (W) des durch den optischen Sensor (31, 32) erfassten Subjekts (5) und der Referenzbreite, oder einer Differenz zwischen der Körpertiefe (D) des Subjekts (5), die durch den optischen Sensor (31, 32) detektiert wird, und der Referenzkörpertiefe, entsprechend dem Sichtwinkel der Strahlungsröhre, wobei die Referenzemissionsbedingung für jeden Sichtwinkel der Strahlungsröhre (21) gespeichert ist.
Programm zum Steuern eines strahlentomographischen Bildgebungssystems (1) mit: einer Strahlungsröhre (21) zum Emittieren von Strahlung auf ein Subjekt (5); einer Speichervorrichtung (63), um darin eine Referenzemissionsbedingung für von der Strahlungsröhre (21) emittierte Strahlung zu speichern, wobei die Referenzemissionsbedingung unter der Annahme von wenigstens einer erforderlichen Referenzbreite und/oder einer erforderlichen Referenzkörpertiefe in dem Subjekt (5) definiert ist und unter Berücksichtigung eines Grades von Absorption der Strahlung in dem Subjekt (5); ein optischer Sensor (31, 32) zum Erfassen von mindestens einer Breite (W) und einer Körpertiefe (D) des Subjekts (5); und einen Prozessor (64), wobei das Programm dadurch gekennzeichnet ist, dass es veranlasst, dass der Prozessor (64) ausführt: eine Emissionsbedingungseinstellungsfunktion zum Einstellen einer Emissionsbedingung für von der Strahlungsröhre (21) emittierte Strahlung bei der Bildgebung nach Korrigieren der Referenzemissionsbedingung gemäß einer Differenz zwischen der Breite (W) des Subjekts (5), die durch den optischen Sensor (31, 32) erfasst wird, und der Bezugsbreite und einer Differenz zwischen der Körpertiefe (D) des Subjekts (5), die durch den optischen Sensor (31, 32) erfasst wird, und der Bezugskörpertiefe; oder gemäß entweder einer Differenz zwischen der Breite (W) des durch den optischen Sensor (31, 32) erfassten Subjekts (5) und der Referenzbreite, oder einer Differenz zwischen der Körpertiefe (D) des Subjekts (5), die durch den optischen Sensor (31, 32) detektiert wird, und der Referenzkörpertiefe, entsprechend dem Sichtwinkel der Strahlungsröhre, wobei die Referenzemissionsbedingung für jeden Sichtwinkel der Strahlungsröhre (21) gespeichert ist..