医疗用x射线测量装置及边界判断方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种医疗用X射线测量装置，尤其是涉及一种组织边界的判断。
【背景技术】
[0002]作为医疗用X射线测量装置，已知X射线组织诊断装置、X射线摄影装置、X射线CT(Computed Tomography:计算机断层扫描)装置等。在下文中，列举出作为X射线组织诊断装置的一种的骨密度(bone density)测量装置，并对其进行说明。
[0003]一般，骨密度测量装置为，基于双能X射线吸收法(dual-energy x-rayabsorpt1metry (DEXA)法),对被测体内的骨骼的骨密度进行测定及运算的装置(参照日本特许第4980862号公报以及日本特开2012-192118号公报)。在骨密度测量装置中，例如，笔形射束(pencil-beam)状的X射线机械地进行二维扫描，与此同时对透过了被测体的X射线进行检测。更详细而言，在实施射束扫描的同时交替地照射低能量X射线及高能量X射线，并由此取得在机械扫描方向上交替排列的低能量X射线检测值(以下，称为“L检测值”)以及高能量X射线检测值(以下，称为“H检测值”)。
[0004]在现有的骨密度测量装置中，相对于由多个L检测值及多个H检测值构成的二维检测值阵列，而固定地设定有二维像素阵列。即，一直以来，照射序列不管对象骨骼的位置及形状而固定的。构成像素阵列的各个像素由先被取得的L检测值以及之后被取得的H检测值构成，或者，由先被取得的H检测值以及之后被取得的L检测值构成。通过以像素为单位，并基于构成该像素单位的L检测值及H检测值而对骨密度(每单位面积内的骨盐量)进行运算。一直以来，在骨密度测量装置中，存在照射具有二维发散的扇形射束(fan-beam)或具有三维发散的锥形射束(con-beam)的装置。
【发明内容】
[0005]发明所要解决的课题
[0006]在现有的骨密度测量装置中，如上文所述，各个像素由先被取得的L检测值(或H检测值)以及之后被取得的H检测值(或L检测值)构成。在每个像素内，两个检测值的取得坐标严格而言相互不一致。虽然也取决于机械扫描速度或能量转换周期，但在这些坐标之间存在固定的差。这是由于，当在像素内部包括骨骼和软组织之间的边界的情况下，关于该像素而被运算出的骨密度或基于骨密度而被判断出的组织类别可能会成为不正确的值。为了避免该问题，而当将骨骼区域内的边界(轮廓)附近的像素一律从运算对象中剔除时，骨密度运算范围将会缩小。即，能够利用于计测的有效像素数将会减少。由于老鼠或耗子等的小动物的骨骼非常小，因此在相对于它们而设定运算范围时，虽然存在希望尽可能地扩大其运算范围的请求，但是上述的一律剔除将会招致与这种要求相反的结果。
[0007]—般，现有的骨密度测量装置具有如下功能，S卩，基于骨密度像素或骨密度分布而自动地对骨骼区域的轮廓、即骨骼和软组织的边界进行判断的功能。但是，该判断是以像素设为最小单元的判断。因此，要求提高边界判断的分辨率。即使在骨密度测量装置以外的医疗用X射线测量装置中，也要求提高边界判断的分辨率。
[0008]另外，在日本特开2012-192118号公报中，公开了一种能够对以像素为单位而被求出的相当于L检测值及H检测值的信息进行显示的骨密度测量装置(参照该文献的图2及图3)。然而，在该文献中并未公开以检测值为单位或以半个像素为单位的边界判断。此夕卜，也没有记载关于根据边界而在事后对像素列或像素阵列进行适当地设定的情况。
[0009]本发明的目的在于，在医疗用X射线测量装置中，能够更准确地对边界进行判断。或者，提高边界判断的分辨率。或者，能够更准确地对像素的类别进行判断。
[0010]用于解决课题的方法
[0011]本发明所涉及的医疗用X射线测量装置的特征在于，包括:X射线发生单元，其被设置在被测体的一侧，并相对于所述被测体在进行移动的同时交替地反复照射低能量X射线及高能量X射线；χ射线检测单元，其被设置在所述被测体的另一侧，并对透过了所述被测体的低能量X射线及高能量X射线进行检测，由此输出检测值列；判断单元，其基于所述检测值列，对所述被测体内的第一组织和第二组织之间的边界进行判断，所述检测值列包括，在所述X射线发生单元的移动方向上交替地排列的多个低能量X射线检测值以及多个高能量X射线检测值，所述判断单元通过针对所述检测值列中的每个检测值而对组织类别进行判断，从而对所述边界进行判断。
[0012]通过上述结构，通过在使X射线射束进行移动的同时反复进行相对于被测体的低能量X射线及高能量X射线的交替照射，从而取得在移动方向上交替地排列的多个低能量X射线检测值(多个L检测值)以及多个高能量X射线检测值(多个H检测值)。这些检测值构成检测值列。判断单元基于这种检测值列而对第一组织和第二组织的边界进行判断。具体而言，判断单元不是以像素为单位而是以检测值为单位而对边界进行判断。因此，如果根据上述结构，与在以像素为单位来实施边界判断的情况相比，能够使判断分辨率设为两倍。优选为在相邻的检测值对之间判断边界，在该情况下，优选为判断有无边界。
[0013]优选为，相对于所述检测值列，以相互重复了一半的关系定义多个相邻检测值对，所述判断单元针对每个所述相邻检测值对，而对所述边界进行判断。根据该结构，虽然以两个检测值(相邻检测值对)作为单位来实施边界的判断，但由于相对于检测值列以相邻彼此重复了一半且多重地设定有相邻检测值对，即，由于构成了相当于在现有装置中被定义的像素数的两倍的个数的判断单位，因此，如上文所述，能够将判断分辨率设为两倍。
[0014]优选为，所述判断单元包括:第一判断单元，其基于所述相邻检测值对中的低能量X射线检测值而对组织类别进行判断；第二判断单元，其基于所述相邻检测值对中的高能量X射线检测值而对组织类别进行判断；综合判断单元，其基于对于所述相邻检测值对的所述第一判断单元的判断结果以及所述第二判断单元的判断结果而对所述边界进行判断。根据上述结构，第一判断单元以检测值为单位而对组织类别单独地进行判断，并且通过在相邻的检测值之间参照这些单独的判断结果，从而对边界进行综合的判断。在进行组织类别的判断时，例如，判断出骨骼或软组织，或者，判断出骨骼、软组织或两者的边界。
[0015]在综合判断的阶段中，优选为，使第一判断单元的判断结果及第二判断单元的判断结果进行对比。如进行示例，在第一判断单元判断出软组织，并且第二判断单元也判断出软组织的情况下，最终判断出软组织。在第一判断单元判断出骨骼，并且第二判断单元也判断出骨骼的情况下，最终判断出骨骼。在第一判断单元判断出软组织，并且第二判断单元判断出骨骼的情况下，判断出软组织和骨骼之间的边界。在第一判断单元判断出骨骼，并且第二判断单元判断出软组织的情况下，判断出骨骼和软组织之间的边界。以此方式通过对单独评价结果进行对比从而能够更准确地对边界的位置进行判断。如改变视点来看，由于以半个像素单元来实施判断，因此能够使判断分辨率为现有装置的两倍。理所当然，作为改变例，可列举出通过I个像素间距(pitch)的综合判断。一般，像素为骨密度、脂肪密度等被进行运算的单位，并且由相邻的两种检测值构成。
[0016]优选为，所述判断单元还包括:骨密度运算单元，其针对每个所述相邻检测值对，根据构成所述相邻检测值对的低能量X射线检测值及高能量X射线检测值而对骨密度进行运算；第三判断单元，其基于所述骨密度而对组织类别进行判断，所述综合判断单元基于所述第一判断单元的判断结果、所述第二判断单元的判断结果以及所述第三判断单元的判断结果而对所述边界进行判断。也考虑到基于以检测值为单位而进行运算的骨密度的边界判断结果，能够实施更加准确的边界判断。也可以在以像素为单位而对骨密度进行了运算的基础上，将其在综合判断中进行参照。
[0017]优选为，包括范围确定单元，所述范围确定单元基于所述边界而对骨密度运算范围进行确定。优选为，包括像素列选择单元，所述像素列选择单元基于所述边界而对第一像素列模式以及相对于该第一像素列模式而错开了半个像素的第二像素列模式进行选择，构成所述第一像素列模式的各个像素包括，在预定方向上先存在的低能量X射线检测值和存在于其紧后的高能量X射线检测值，构成所述第二像素列模式的各个像素包括，在所述预定方向上先存在的高能量X射线检测值和存在于其紧后的低能量X射线检测值。预定方向为成为将第一像素列模式及第二像素列模式相互进行比较的基础上的基准的朝向，例如射束扫描方向上的正向。
[0018]优选为，所述第一组织为骨骼，所述第二组织为软组织，所述组织边界为所述骨骼和所述软组织之间的边界。优选为，所述第一组织为脂肪，所述第二组织为所述脂肪以外的软组织，所述边界为所述脂肪和所述脂肪以外的软组织之间的边界。
[0019]本发明所涉及的方法为，根据通过相对于被测体而在进行移动的同时交替地反复照射低能量X射线及高能量X射线并且对透过了所述被测体的低能量X射线及高能量X射线进行检测而取得的检测值列，来判断骨骼和软组织之间的边界的方法，所述方法的特征在于，所述检测值列包括，在所述X射线发生单元的移动方向上交替地排列的多个低能量X射线检测值以及多个高能量X射线检测值，该方法包括判断工序，所述判断工序通过针对所述检测值列中的每个检测值而对组织类别进行判断，从而对所述边界进行判断。该边界判断方法能够作为程序的功能来实现。所涉及的程序通过存储介质或网络而被安装于信息处理装置中，并在所述信息处理装置中被执行。
【附图说明】
[0020]图1为表示骨密度测量装置的第一示例的图。
[0021]图2为表示相对于二维检测值阵列而被设定的二维像素阵列的图。
[0022]图3为用于对扇形射束的机械扫描进行说明的图。
[0023]图4为用于对笔形射束的机械扫描进行说明的图。
[0024]图5为表示边界判断方法的第一示例的图。
[0025]图6为表示图5所示的边界判断方法中的判断条件的图。
[0026]图7为表示边界判断方法的第二示例的图。
[0027]图8为表示图7所示的边界判断方法中的判断条件的图。
[0028]图9为表示像素列设定的第一示例的图。
[0029]图10为表示像素列设定的第二示例的图。
[0030]图11为表示像素列设定的第三示例的图。
[0031]图12为表示像素列设定的第四示例的图。
[0032]图13为表示作为比较例的二维像素阵列的图。
[0033]图14为表示根据边界而适当地被设定的二维像素阵列的图。
[0034]图15为用于对相对于二维像素阵列的插补值处理及再取样处理进行说明的图。
[0035]图16为用于对基于后侧的边界的像素阵列的设定进行说明的图。
[0036]图17为用于对基于前侧的边界及后侧的边界的像素阵列的设定进行说明的图。
[0037]图18为表示骨密度测量装置的第二示例的图。
[0038]图19为用于对预扫描(pre-scan)进行说明的图。
[0039]图20为表示基于预扫描结果的二维像素阵列的第一设定例的图。
[0040]图21为表示基于预扫描结果的二维像素阵列的第二设定例的图。
[0041]图22为表示基于预扫描结果的二维像素阵列的第三设定例的图。
[0042]图23为表示基于预扫描结果的二维像素阵列的第四设定例的图。
[0043]图24为表示滤光器的具体示例的图。
[0044]图25为用于对主扫描进行说明的图。
[0045]图26为表示周期可变型的照射序列的一个示例的图。
[0046]图27为表示骨密度测量装置的第三示例的图。
[0047]图28为表示前处理部的结构例的