X射线诊断装置、医用信息处理装置和方法以及存储介质与流程

x射线诊断装置、医用信息处理装置和方法以及存储介质
技术领域
1.在本说明书和附图中公开的实施例涉及x射线诊断装置、医用信息处理装置和方法以及存储介质。


背景技术：

2.传统上，作为用于测量诸如骨矿物质密度(bmd)或骨矿物质含量(bmc)之类的指示骨状态的指标的技术，双能量x射线吸收法(dxa)方法是已知的。dxa方法通过使用与具有两种不同类型能量的x射线对应的被检体的捕获图像数据来区分骨与软组织，并通过该区分来计算骨矿物质密度和骨矿物质含量。
3.作为测量指示骨状态的指标的装置，专用的x射线诊断装置(下文中被称为专用装置)是已知的。专用装置通过在将窄条形的x射线照射区域在它们的短边方向上顺序移动的同时对x射线照射区域进行成像来减少散射射线的影响。近来，除了专用装置之外的x射线诊断装置(下文中被称为通用装置)也使用dxa方法执行骨矿物质密度/骨矿物质含量测量。
4.尽管以上专用装置和通用装置显示骨矿物质密度和骨矿物质含量，但这种显示并不允许适当地评价骨矿物质密度/骨矿物质含量的时间序列变化。
5.引用列表
6.专利文献
7.日本专利公开no.2018-192054
8.非专利文献
[0009]“股骨近端骨矿物质密度测量手册”(proximal femur bmd measurement manual),[2021年3月1日搜索],因特网《http://www.josteo.com/ja/guideline/doc/4_1.pdf》
[0010]
在本说明书和附图中公开的实施例旨在解决的问题之一是：如何适当地评价被检体的骨状态的时间序列变化。然而，在本说明书和附图中公开的实施例旨在解决的问题不限于上述问题。与在下述实施例中公开的各个布置的效果对应的问题可以被视为其他问题。


技术实现要素：

[0011]
根据本发明的一方面，提供了一种x射线诊断装置，其包括显示控制单元，该显示控制单元被配置成：基于与具有两种不同类型的能量的x射线对应的被检体的捕获图像和成像条件中的至少一个，显示基于对被检体的骨状态进行评价的指标值的误差的信息。
[0012]
根据本发明的另一方面，提供了一种医用信息处理装置，其包括显示控制单元，该显示控制单元被配置成：基于与具有两种不同类型的能量的x射线对应的被检体的捕获图像和成像条件中的至少一个，显示基于对被检体的骨状态进行评价的指标值的误差的信息。
[0013]
根据本发明的另一方面，提供了一种医用信息处理方法，其包括：基于与具有两种
不同类型的能量的x射线对应的被检体的捕获图像和成像条件中的至少一个，显示基于对被检体的骨状态进行评价的指标值的误差的信息。
[0014]
根据以下(参考附图)对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得清楚。
附图说明
[0015]
图1是示出了根据第一实施例的x射线诊断装置的布置示例的框图；
[0016]
图2是示出了根据第一实施例的x射线诊断装置进行的处理过程的概况的流程图；
[0017]
图3是示出了根据第一实施例的通过计算功能和控制功能进行的处理过程的流程图；
[0018]
图4是用于说明根据第一实施例的通过计算功能进行的处理的示例的视图；
[0019]
图5是示出了根据第一实施例的通过控制功能显示的信息的示例的视图；
[0020]
图6是示出了根据第一实施例的通过控制功能显示的信息的示例的视图；
[0021]
图7是示出了根据第二实施例的通过计算功能和控制功能进行的处理过程的流程图；
[0022]
图8是示出了根据第二实施例的通过控制功能显示的信息的示例的视图；
[0023]
图9是示出了根据第二实施例的通过控制功能显示的信息的示例的视图；
[0024]
图10是示出了根据第三实施例的x射线诊断装置的布置示例的框图；
[0025]
图11是用于说明根据其他实施例的通过计算功能和控制功能进行的处理的示例的视图；以及
[0026]
图12是示出了根据其他实施例的医用信息处理装置的布置示例的框图。
具体实施方式
[0027]
下面将参考附图详细地描述x射线诊断装置和医用信息处理装置的实施例。根据本技术的x射线诊断装置和医用信息处理装置不受下述实施例的限制。另外，在下面的描述中，共用参考标号表示相同的构成元件，并且将省略冗余的描述。
[0028]
(第一实施例)
[0029]
将描述根据第一实施例的x射线诊断装置的布置。根据本实施例的x射线诊断装置通过dxa方法测量对骨状态进行评价的指标。对骨状态进行评价的指标包括骨矿物质密度(bmd)和骨矿物质含量(bmc)。x射线诊断装置包括测量骨状态的专用装置以及诸如x射线tv装置和x射线通用成像装置之类的通用装置。注意的是，第一实施例示例了作为通用装置的c臂型x射线tv装置。
[0030]
图1是示出了根据第一实施例的x射线诊断装置1的布置示例的框图。如图1中所示，x射线诊断装置1包括x射线高电压装置11、x射线管12、x射线孔径(aperture)13、顶板14、c臂15、x射线检测器16、存储器17、显示器18、输入接口19和处理电路20。
[0031]
x射线高电压装置11在处理电路20的控制下向x射线管12施加高电压。例如，x射线高电压装置11包括变压器、诸如整流器之类的电路、生成施加到x射线管12的高电压的高电压发生器以及按照由x射线管12施加的x射线来控制输出电压的x射线控制器。注意的是，高电压发生器可以是变压器型或逆变器型。
[0032]
x射线管12是真空管，包括生成热离子的阴极(灯丝)和在热离子撞击时生成x射线
的阳极(靶)。x射线管12通过使用从x射线高电压装置11施加的高电压从阴极向阳极施加热离子来生成x射线。
[0033]
x射线孔径13包括使由x射线管12生成的x射线的照射范围变窄的x射线孔径元件以及调整从x射线管12发射的x射线的滤光器。
[0034]
x射线孔径13的x射线孔径元件例如包括四个可滑动的孔径叶片。孔径叶片的滑动使x射线孔径在使由x射线管12生成的x射线变窄后用x射线照射被检体p。在这种情况下，孔径叶片是由铅等制成的板状构件，并设置在x射线管12的x射线照射口附近以调整x射线照射范围。另外，孔径叶片可以形成为使得相对叶片可不对称地移动。可替换地，孔径叶片可以形成为使得相对叶片仅可对称地移动。
[0035]
为了降低被检体p的曝光剂量并提高x射线图像数据的图像质量，x射线孔径13的滤光器通过改变材料及其厚度来改变透射的x射线的照射质量，减少容易被被检体p吸收的软照射成分，并减少造成x射线图像数据的对比度劣化的高能量成分。此外，滤光器通过改变材料、厚度、位置等来改变x射线的剂量和照射范围并使x射线衰减，从而使从x射线管12施加到被检体p上的x射线具有预定分布。
[0036]
例如，x射线孔径13具有诸如马达或致动器之类的驱动机构，并通过在处理电路20的控制下操作驱动机构来控制用x射线进行的照射。例如，x射线孔径13通过按照从处理电路20接收的控制信号向驱动机构施加驱动电压来调整x射线孔径元件的孔径叶片的开度并控制施加到被检体p上的x射线的照射范围。例如，x射线孔径13通过按照从处理电路20接收的控制信号向驱动机构施加驱动电压来调整滤光器的位置，以控制施加到被检体p上的x射线的分布。
[0037]
顶板14是供被检体p放置在其上的床并布置在机架(未示出)上。例如，机架具有诸如马达或致动器之类的驱动机构，并通过在处理电路20的控制下移动驱动机构来移动和倾斜顶板14。
[0038]
c臂15保持x射线管12、x射线孔径13和x射线检测器16，使它们通过被检体p彼此面对。例如，c臂15具有诸如马达或致动器之类的驱动机构，并通过按照从处理电路20接收的控制信号向驱动机构施加驱动信号将x射线管12、x射线孔径13和x射线检测器16相对于被检体p旋转和移动来控制x射线的照射位置和照射角度。
[0039]
例如，x射线检测器16是具有以矩阵图案排列的检测元件的x射线平板检测器(fpd)。x射线检测器16检测从x射线管12发射并透射通过被检体p的x射线，并将与检测到的x射线的量对应的检测信号输出到处理电路20。注意的是，x射线检测器16可以是包括栅格、闪烁器阵列和光传感器阵列的间接转换型检测器或包括将入射x射线转换为电信号的半导体元件的直接转换型检测器。
[0040]
存储器17由例如诸如随机存取存储器(ram)之类的半导体存储器件来实现。存储器17临时存储由处理电路20获得的处理结果。例如，存储器17接收并临时存储由处理电路20收集的诸如x射线图像数据之类的各种数据。在这种情况下，根据本技术的x射线图像数据包括由x射线检测器16检测的检测信号、基于检测信号生成的投影数据以及基于投影数据生成的x射线图像。另外，存储器17存储由处理电路20读出并执行的与各个功能对应的程序。
[0041]
显示器18显示各种信息。例如，显示器18在处理电路20的控制下显示用于接收来
自操作者的指令的gui和各种x射线图像。显示器18还显示由处理电路20获得的处理结果。例如，显示器18显示用于评价被检体p的骨状态的指标(骨矿物质密度、骨矿物质含量等)的测量值、测量值的误差等。
[0042]
输入接口19接收来自操作者的各种输入操作，将接收到的输入操作转换为电信号，并将它们输出到处理电路20。例如，输入接口19由鼠标和键盘、跟踪球、开关、按钮、操纵杆、基于操作画面上的触摸执行输入操作的触摸板、作为显示屏和触摸板的组合的触摸屏、使用光学传感器的非接触输入电路、语音输入电路等来实现。注意的是，输入接口19可以由能够与装置主体无线通信的平板终端等形成。输入接口19不限于包括诸如鼠标和键盘之类的物理操作部件的输入接口。输入接口19的示例包括电信号处理电路，电信号处理电路从与装置分开设置的外部输入设备接收与输入操作对应的电信号，并将电信号输出到处理电路20。
[0043]
处理电路20控制x射线诊断装置1的整体操作。另外，处理电路20通过读出并执行存储在存储器17中的程序而用作收集功能201、控制功能202和计算功能203。控制功能202是显示控制单元的示例。计算功能203是计算单元的示例。
[0044]
这里，重要的是适当地评价被检体的骨状态的时间序列变化。然而，当将过去检查中的测量值与当前检查中的测量值进行比较时，仅仅显示测量的指标值乍一看并不能使人理解时间序列变化是否存在显著差异。这使得不能适当地评价被检体的骨状态的时间序列变化。
[0045]
具有以上布置的x射线诊断装置1显示对被检体的骨状态进行评价的指标值和指标值的误差。这使得可以适当地评价被检体的骨状态的时间序列变化。
[0046]
下面将参考图2描述由x射线诊断装置1执行的处理。图2是示出了x射线诊断装置1进行的处理过程的概况的流程图。
[0047]
收集功能201决定用于双能量成像的x射线条件。例如，收集功能201将从输入接口19输入的x射线条件或存储在存储器17中的x射线条件(例如，在先前检查时设置的)决定为成像的x射线条件。当操作者经由输入接口19发出执行成像的指令时，收集功能201按照所决定的x射线条件来执行双能量成像。
[0048]
注意的是，收集功能201还可以基于荧光透视定位来决定双能量成像的x射线条件。在这种情况下，首先，收集功能201按照操作者的荧光透视操作的执行来顺序地执行荧光透视图像的收集以执行定位。在这种情况下，收集功能201针对收集到的荧光图像执行自动亮度控制(abc)，例如，将平均像素值与阈值进行比较并将比较结果反馈到下一荧光透视图像的x射线条件。
[0049]
当通过abc控制使x射线条件稳定时，收集功能201使存储器17将基于x射线条件的体厚度信息保持为被检体的“关于体厚度的信息”。收集功能201还基于“关于体厚度的信息”来决定双能量成像(用两种不同类型的管电压进行成像)的x射线条件。注意的是，收集功能201可以基于通过abc控制达到稳定条件的x射线条件来决定双能量成像的x射线条件。当操作者发出执行成像的指令时，收集功能201按照所决定的x射线条件执行成像(步骤s101)。
[0050]
例如，收集功能201用针对包括诸如腰椎或股骨近端之类的关注区域(roi)的区域的第一管电压(高电压)执行成像，并收集对应于第一管电压的x射线图像数据。另外，收集
功能201用针对包括roi的相同区域的第二管电压(低电压)执行成像，并收集与第二管电压对应的x射线图像数据。
[0051]
注意的是，用于收集与具有两种不同类型能量的x射线对应的被检体的捕获图像的成像不限于上述的双能量成像。例如，此成像可以是通过使用两层检测器用具有连续x射线能量的x射线的一次照射进行的成像，该两层检测器通过分散连续x射线能量来检测低能量x射线和高能量x射线。
[0052]
当收集功能201执行成像时，计算功能203根据通过双能量成像收集的两种类型的x射线图像数据计算对被检体的骨状态进行评价的指标值。控制功能202显示计算出的指标值(例如，骨矿物质密度或骨矿物质含量)(步骤s102)。例如，计算功能203基于两种类型的x射线图像数据来生成骨图像，并测量所生成骨图像的关注区域中的骨矿物质密度、骨矿物质含量等。控制功能202使显示器18显示测量的骨矿物质密度、骨矿物质含量等。
[0053]
在步骤s102中，计算功能203计算所计算出的指标值(骨矿物质密度、骨矿物质含量等)的误差。控制功能202显示计算出的指标值(骨矿物质密度、偏移校正等)的误差。
[0054]
下面将参考图3来描述步骤s102中的处理的示例。以下示例了作为对被检体的骨状态进行评价的指标的骨矿物质密度(bmd)。
[0055]
计算功能203根据通过双能量成像收集的两种类型的x射线图像数据生成骨图像。另外，计算功能203针对所生成的骨图像设置roi(步骤s201)。
[0056]
计算功能203可以设置由操作者指定的roi。可替代地，计算功能203可以设置作为现有分割处理的结果的从骨图像中提取的roi。注意的是，通过计算功能203针对其设置roi的x射线图像数据可以是通过用第一管电压(高电压)进行成像而收集的高kv图像、通过用第二管电压(低电压)成像而收集的低kv图像或骨增强图像(稍后将描述)。使用更清楚地指示骨区域的高kv图像或骨增强图像使得可以设置更准确的roi。当要使用骨增强图像时，在roi设置之前，执行物质区分处理(稍后将描述)。
[0057]
随后，计算功能203基于通过用第一管电压(高电压)成像而收集的投影数据(高kv图像)和通过用第二管电压(低电压)成像而收集的投影数据(低kv图像)来测量骨矿物质密度(步骤s202)。
[0058]
更具体地，计算功能203获得关于两种类型的投影数据中的每一种的线性衰减系数的分布，并基于两种物质(骨和除了骨之外的物质(软组织))的线性衰减系数以及在线性衰减系数的分布中每个位置(每个像素)处的混合量来求解联立方程，以计算每个位置处两种物质的混合量或混合比。计算功能203还基于在每个位置处骨和软组织的混合量来生成分别与骨和软组织对应的两种类型的投影数据。注意的是，存储器17存储通过收集功能201生成的投影数据。
[0059]
计算功能203还基于每个位置(每个像素)处两种物质(骨和除了骨之外的物质(软组织))的线性衰减系数和密度来求解联立方程，以计算每个位置处两种物质的密度。例如，计算功能203计算roi中的骨矿物质密度(bmdm)。
[0060]
计算功能203至少基于被检体的捕获图像或与具有两种不同类型能量的x射线对应的成像条件来计算指标值(骨矿物质密度)的误差。在这种情况下，计算功能203计算通过单个dxa成像或使用两层检测器的单个成像而获得的骨矿物质密度的测量值的误差。注意的是，根据第一实施例的骨矿物质密度误差包括源自捕获图像中包括的散射射线的误差以
及源自量子噪声等的误差。
[0061]
下面将描述基于捕获图像和成像条件来计算指标值(骨矿物质密度)的误差的示例。注意的是，成像条件包括单个dxa成像(或使用两层检测器的单个成像)中的x射线条件(包括管电压、管电流和脉冲宽度)、几何成像条件以及关于被检体的体厚度的信息。
[0062]
(源自散射射线的误差)
[0063]
计算功能203获得源自捕获图像中包括的散射射线的误差(步骤s203)。如图4中所示，源自捕获图像中包括的散射射线的误差是根据基于散射射线没有减少的图像(原始图像)测量的骨矿物质密度与基于散射射线减少的图像测量的骨矿物质密度之间的差获得的。
[0064]
更具体地，计算功能203获得关于与第一管电压(高电压)对应的x射线图像数据(高kv图像)的散射射线图像(高kv散射射线图像)以及关于与第二管电压(低电压)对应的x射线图像数据(低kv图像)的散射射线图像(低kv散射射线图像)。基于x射线条件(kv和mas)、几何成像条件以及关于被检体的体厚度的信息，获得每个像素处的散射射线的量(散射射线图像)。
[0065]
几何成像条件包括孔径叶片的位置信息、源到图像接收器的距离(sid)以及源到被检体的距离(sod)(或检测器/顶板距离)。当孔径叶片可以不对称地移动时，孔径叶片的位置信息由四个参数表示，或者当孔径叶片仅可以对称地移动时，孔径叶片的位置信息由两个参数表示。成像中的几何成像条件被记录在通过成像捕获的高kv图像和/或低kv图像的dicom标签中。
[0066]
另外，作为关于被检体的体厚度的信息，可以使用通过abc控制获得的“关于体厚度的信息”。可替换地，可以通过使用通过双能量成像收集的x射线图像数据来计算此信息。
[0067]
存储器17预先存储例如指示x射线条件、几何成像条件和体厚度与散射射线之间的关系的散射射线数据。计算功能203通过基于针对每个双能量成像的散射射线数据估计散射射线的量来获得“高kv散射射线图像”和“低kv散射射线图像”。计算功能203基于高电压成像中的x射线条件、几何成像条件和关于被检体的体厚度的信息来估计图4中示出的“高kv散射射线图像”。同样，计算功能203基于低电压成像中的x射线条件、几何成像条件和关于被检体的体厚度的信息来估计图4中示出的“低kv散射射线图像”。
[0068]
然后，计算功能203通过从高kv图像中去除高kv散射射线图像并从低kv图像中去除低kv散射射线图像来生成每个差图像(差图像高kv和差图像低kv)。计算功能203针对从每个差图像生成的骨图像(散射射线减少的图像)基于步骤s201中设置的roi的位置和大小来设置roi，并计算所设置roi中的骨物质密度。计算功能203获得散射射线没有减少的图像的roi中的骨矿物质密度与散射射线减少的图像的roi中的骨矿物质密度之间的差作为源自捕获图像中包括的散射射线的误差。
[0069]
(源自量子噪声等的误差)
[0070]
返回参照图3，在按以上方式计算源自散射射线的误差后，计算功能203获得源自量子噪声等的测量值的误差(步骤s204)。源自量子噪声等的误差例如是源自量子噪声或电路噪声的误差。源自量子噪声的误差是源自概率性地出现在x射线的照射路径中的x射线变化的误差。源自电路噪声的误差是源自由在x射线诊断装置1中包括的电路中概率性地出现的操作变化的误差。
[0071]
计算功能203计算对基于捕获图像的值的变化进行评价的值作为测量值的误差。例如，计算功能203可以针对多个roi(例如，椎体)计算诸如针对每个roi测量的骨矿物质密度的标准偏差或方差之类的统计信息作为源自量子噪声等的误差。
[0072]
计算功能203可以将量子噪声量与电路噪声量之和计算为源自量子噪声等的误差。例如，计算功能203基于x射线图像的像素值和电路噪声量来获得x射线图像(例如，通过双能量成像收集的高kv图像或低kv图像)中的光子数量并基于光子数量来估计量子噪声量。基于在没有x射线照射的情况下获得的信号来计算电路噪声量。
[0073]
另外，计算功能203可以基于骨增强图像和软组织增强图像来计算量子噪声量作为源自量子噪声等的误差，骨增强图像和软组织增强图像是基于物质区分处理而生成的。例如，计算功能203通过使用骨增强图像和软组织增强图像的模拟来获得入射到每个像素上的光子的数量，并基于光子的数量来估计量子噪声量。
[0074]
以这种方式，按照对源自量子噪声等的误差的计算，控制功能202显示基于计算出的指标值的误差的信息。例如，控制功能202使显示器18将骨矿物质密度的测量值与误差一起显示(步骤s205)。这种误差包括源自捕获图像中包括的散射射线的误差以及源自量子噪声等的误差。
[0075]
图5是示出了显示在显示器18上的信息的示例的视图。纵坐标指示骨矿物质密度(bmd)，并且横坐标指示检查日期(日期)。
[0076]
例如，控制功能202显示“日期：a”和“日期：b”的骨矿物质密度的测量值以及包含“源自散射射线的误差”和“源自量子噪声等的误差”中的至少一个的误差条。每个误差条相对于测量值的上侧包括“源自散射射线的误差”，这是因为它包括散射射线，因此骨矿物质密度被估计为是低的。另外，每个误差条相对于测量值的上侧和下侧包括“源自量子噪声等的误差”。注意的是，基于通过控制功能202显示的指标值的误差的信息不限于指示上述误差的值的信息，并可以是基于误差推导出的信息。例如，控制功能202可以比较计算出的误差与误差参考值并显示比较结果(例如，指示误差超过参考值的信息)。
[0077]
注意的是，当用于估计测量值的误差的条件改变时，控制功能202可以显示误差。下面将描述基于成像条件来计算指标值(骨矿物质密度)的误差的示例。在这种情况下，当几何成像条件改变时，计算功能203获得测量值的误差。更具体地，计算功能203基于成像条件中的几何成像条件来获得骨矿物质密度的测量值的误差。例如，计算功能203基于几何成像条件来估计进入roi的散射射线的量，并基于所估计的散射射线的量来估计测量值的误差。例如，当诸如孔径叶片的位置信息、sid或sod之类的条件改变时，计算功能203计算“源自散射光的误差”。当几何成像条件改变时，控制功能202显示测量值的误差。
[0078]
图6是示出了当几何成像条件改变时显示在显示器18上的信息的示例的视图。下面示例了以下情况：当在图5中的“日期:b”，几何成像条件改变时，显示测量值的误差。
[0079]
例如，显示功能202在“日期:b”的测量值和误差的显示的旁边显示当几何成像条件改变时测量值的误差(由虚线指示的误差条)。注意的是，在几何成像条件改变的模拟中显示测量值的误差的模式不限于图6中示出的示例，并且可以使用各种其他模式来显示这种误差。例如，控制功能202可以显示以相比于基于实际条件的误差可识别的不同颜色和形状指示的误差条，以便将误差条叠加在测量值上。可替换地，控制功能202可以与用于改变几何成像条件的gui一起在另一窗口上执行显示。
[0080]
以上实施例示例了使用骨矿物质密度作为对被检体的骨状态进行评价的指标值的情况。然而，实施例不限于此，并可以使用骨矿物质含量作为对被检体的骨状态进行评价的指标值。
[0081]
如上所述，根据第一实施例，计算功能203至少基于被检体的捕获图像或与具有两种不同类型能量的x射线对应的成像条件来计算对被检体的骨状态进行评价的指标值的误差。控制功能202显示基于计算出的指标值的误差的信息。因此，根据第一实施例的x射线诊断装置1可以在骨矿物质密度/骨矿物质含量检查处理中显示每次检查的测量值的误差，并使得能够适当地评价被检体的骨状态的时间序列变化。
[0082]
根据第一实施例，计算功能203基于成像条件中的几何成像条件来计算对被检体的骨状态进行评价的指标值的误差。因此，在使能够不同地改变几何成像条件的通用装置计算骨矿物质密度和骨矿物质含量的测量值时，x射线诊断装置1可以准确地估计测量值的误差。
[0083]
当例如通用装置执行骨矿物质密度/骨矿物质含量检查时，进入roi的散射射线的量根据几何成像条件(孔径叶片的开度、sid、sod等)而改变。测量值的误差量随着散射射线量的改变而改变。根据第一实施例的x射线诊断装置1可以基于几何成像条件来估计误差，因此可以通过这种通用装置来准确地计算测量的误差。
[0084]
根据第一实施例，计算功能203计算捕获图像中的统计信息作为对被检体的骨状态进行评价的指标值的误差。因此，根据第一实施例的x射线诊断装置1可以基于捕获图像来计算测量值的误差。
[0085]
根据第一实施例，计算功能203基于几何成像条件来估计进入roi的散射射线的量，并基于所估计的散射射线的量来估计指标值的误差。因此，根据第一实施例的x射线诊断装置1可以呈现出考虑到源自散射射线的误差的指标值的误差。
[0086]
根据第一实施例，计算功能203估计包括基于量子噪声的误差的误差。因此，根据第一实施例的x射线诊断装置1可以呈现出考虑到源自量子噪声的误差的指标值的误差。
[0087]
根据第一实施例，计算功能203计算当几何成像条件改变时的指标值的误差。控制功能202显示当几何成像条件改变时的指标值的误差。因此，根据第一实施例的x射线诊断装置1可以针对指标值的误差执行关于几何成像条件的各种模拟。
[0088]
(第一修改例)
[0089]
以上实施例示例了以下的情况：基于散射射线校正之前的捕获图像(图4中的高kv图像和低kv图像)计算出的指标值(骨矿物质密度)被设置为测量值，并且获得测量值与基于散射射线校正之后的捕获图像(图4中的差图像高kv和差图像低kv)计算出的指标值(骨矿物质密度)之间的差作为测量值的误差。然而，实施例不限于此。例如，基于散射射线校正之后的捕获图像(图4中的差图像高kv和差图像低kv)计算出的指标值(骨矿物质密度、骨矿物质含量等)可以被设置为测量值，并且可以获得测量值与基于散射射线校正之前的捕获图像计算出的指标值之间的差作为测量值的误差。在这种情况下，源自散射射线的误差被包括在误差条的相对于测量值的下侧。注意的是，当显示基于散射射线校正之后的捕获图像计算出的指标值时，可以仅显示源自量子噪声等的误差而不包括源自散射射线的误差。
[0090]
(第二修改例)
[0091]
以上实施例示例了以下情况：基于指示x射线条件、几何成像条件和体厚度与散射
来计算骨增强图像和软组织增强图像(步骤s305)。更具体地，计算功能203通过利用使用“散射射线估计精度的误差”和“源自量子噪声等的误差”的数值技术或分析技术来计算骨增强图像和软组织增强图像的误差。
[0103]
然后，计算功能203计算骨矿物质密度的测量值及其误差(步骤s306)。更具体地，计算功能203基于在步骤s303中执行的物质区分处理来计算骨矿物质密度的测量值。计算功能203还基于在步骤s305中计算出的增强图像的误差来计算骨矿物质密度的测量值的误差。
[0104]
如上所述，当计算出骨矿物质密度的测量值和误差时，控制功能202使显示器18显示骨矿物质密度的测量值和误差(步骤s307)。图8是示出了显示在显示器18上的信息的示例的视图。纵坐标指示骨矿物质密度(bmd)，并且横坐标指示检查日期(日期)。
[0105]
例如，控制功能202显示“日期：a”和“日期：b”的骨矿物质密度的测量值以及指示出基于“散射射线量的估计精度误差”和“源自量子噪声等的误差”而计算出的骨矿物质密度的测量值的误差的误差条。
[0106]
注意的是，控制功能202可以显示当几何成像条件改变时的测量值的误差，如第一实施例中那样。即，当诸如孔径叶片的位置信息、sid和sod之类的条件改变时，计算功能203计算“散射射线量的估计精度误差”。然后，计算功能203通过使用计算出的“散射射线量的估计精度误差”来计算骨矿物质密度的测量值的误差。
[0107]
控制功能202显示当几何成像条件改变时的测量值的误差。图9是示出了当几何成像条件改变时在显示器18上显示的信息的示例的视图，并示出了当图8中的“日期:b”的几何成像条件改变时显示测量值的误差的示例。例如，当“日期:b”的测量值和误差被并排显示并且几何成像条件改变时，控制功能202显示测量值的误差(由虚线指示的误差条)。注意的是，在第二实施例中，如在第一实施例中那样，可以以各种模式显示几何成像条件改变的模拟中的测量值的误差。
[0108]
以上实施例示例了使用骨矿物质密度作为对被检体的骨状态进行评价的指标值的情况。然而，实施例不限于此，并可以使用骨矿物质含量作为对被检体的骨状态进行评价的指标值。
[0109]
如上所述，根据第二实施例，计算功能203通过使用散射射线量的估计精度误差来估计指标值的误差。因此，根据第二实施例的x射线诊断装置1可以计算与散射射线量的估计误差对应的误差。
[0110]
(第三实施例)
[0111]
第三实施例示例了通过使用由孔径叶片屏蔽x射线的区域中的像素值来估计散射射线的情况。即，第三实施例基于图像来计算源自散射射线的误差。图10是示出了根据第三实施例的x射线诊断装置1a的布置示例的框图。根据第三实施例的x射线诊断装置1a与根据第一实施例的x射线诊断装置1的不同之处在于处理电路20a新执行校正功能204并且在于计算功能203的处理的内容。下面的描述将集中在这些差异上。注意的是，校正功能204是校正单元的示例。
[0112]
校正功能204基于除了由x射线孔径元件确定的x射线照射区域之外的区域中的像素值来校正roi中的散射射线的量。更具体地，首先，校正功能204在将被孔径叶片屏蔽x射线的区域中检测到的检测信号设置为源自散射射线的信号的同时计算被屏蔽x射线的区域
中的散射射线的量。
[0113]
然后，校正功能204基于由计算功能203估计的散射射线图像来在x射线照射区域(未被孔径叶片屏蔽x射线的区域)中生成坐标相关的散射射线函数，并通过使用被屏蔽x射线的区域中的散射射线的量来校正所生成的散射射线函数。例如，校正功能204将散射射线函数乘以常数，使得基于上述坐标相关的散射射线函数的散射射线的量在孔径叶片的x射线照射的边界(x射线被施加的位置与x射线被阻挡的位置之间的边界)上是连续的。
[0114]
校正功能204基于校正后的散射射线函数来计算x射线照射区域中的每个位置处的散射射线的量。计算功能203通过使用由校正功能204计算出的散射射线的量来计算测量值的误差。注意的是，由计算功能203估计的散射射线图像可以是基于成像条件估计的散射射线图像，或者可以通过使用ai来估计。
[0115]
如上所述，根据第三实施例的x射线诊断装置1a可以通过使用被孔径叶片屏蔽x射线的区域中的像素值来估计散射射线。另外，根据第三实施例的x射线诊断装置1a可以基于roi的位置来估计散射射线的量。
[0116]
更具体地，计算功能203按照孔径叶片的开度或从roi到每个孔径叶片的距离来估计散射射线。当例如孔径叶片的开度或从roi到每个孔径叶片的距离大于阈值时，计算功能203通过在第一实施例中描述的技术来估计散射射线的量。在这种情况下，计算功能203可以仅使用通过上述校正功能204计算的校正后的散射射线量。
[0117]
相比之下，当孔径叶片的开度或从roi到每个孔径叶片的距离小于阈值时，计算功能203基于除了由x射线孔径元件确定的x射线照射区域之外的区域中的像素值来计算roi中的散射射线的量。即，计算功能203基于在被孔径叶片屏蔽x射线的区域中检测到的检测信号来估计roi中的散射射线的量。例如，计算功能203基于在该区域中检测到的检测信号来计算被屏蔽x射线的区域中的散射射线的量，并使用计算出的散射射线的量作为roi中的散射射线的量。
[0118]
如上所述，根据第三实施例，校正功能204基于除了由x射线孔径元件确定的x射线照射区域之外的区域中的像素值来校正roi中的散射射线的量。因此，根据第三实施例的x射线诊断装置1a可以基于实际检测到的散射射线的量来校正所估计的散射射线的量，因此可以呈现更精确的误差。
[0119]
根据第三实施例，计算功能203基于roi的位置来估计roi中的散射射线的量。因此，根据第三实施例的x射线诊断装置1a可以估计与roi的位置对应的散射射线的量。
[0120]
根据第三实施例，计算功能203基于除了由x射线孔径元件确定的x射线照射区域之外的区域中的像素值来计算roi中的散射射线的量。因此，根据第三实施例的x射线诊断装置1a可以使用实际检测到的散射射线的量来估计散射射线的量。
[0121]
(其他实施例)
[0122]
到目前为止已描述了第一实施例至第三实施例，但本发明可以在除了第一实施例至第三实施例之外的各种不同实施例中执行。
[0123]
以上实施例示例了以下的情况：在双能量成像之后，显示指标值(骨矿物质密度、骨矿物质含量等)的测量值和误差。然而，实施例不限于此，并可以应用到以下情况：在成像之前计算基于成像条件的误差以确定成像条件是否适当，并且告知确定结果。
[0124]
在这种情况下，计算功能203基于用于单个dxa成像的成像条件(或用于用两层检
测器的成像的成像条件)来计算指标值(骨矿物质密度、骨矿物质含量等)的误差，并基于计算出的误差与对应于该误差的指标值(骨矿物质密度、骨矿物质含量等)的过去测量值来执行对成像条件的确定。控制功能202显示确定结果。
[0125]
在这种情况下，作为以上确定，计算功能203可以通过与绝对值进行比较来执行对成像条件的确定，并关于相对于过去指标值(骨矿物质密度、骨矿物质含量等)的改变的评价来执行对条件的确定。下面，将描述这些操作。
[0126]
当通过与绝对值进行比较来确定成像条件时，计算功能203基于几何成像条件和x射线条件来计算指标值(骨矿物质密度、骨矿物质含量等)的测量值的典型误差量。例如，计算功能203获得关于作为检查目标的被检体的过去体厚度的信息，并基于所获得的关于过去体厚度的信息以及当前成像中的几何成像条件和x射线条件来计算指标值(骨矿物质密度、骨矿物质含量等)的测量值的误差。注意的是，作为关于被检体的体厚度的信息，可以使用基于荧光透视定位估计的信息。另外，基于成像条件的典型误差量的计算可以基于对于每个成像条件而言与典型误差量相关联的并被预先存储在存储器17中的数据来执行。
[0127]
当将计算出的典型误差量与过去指标值(骨矿物质密度、骨矿物质含量等)的测量值相加时，计算功能203确定在与绝对值比较的方面是否存在问题。在这种情况下，绝对值是指示当青年成人的骨矿物质密度为100％时的骨矿物质密度的降低程度的青年成人均值(yam)值、与被检体的年龄对应的年龄组中的骨矿物质密度的平均值、骨质疏松症诊断阈值等。即，当将这样的绝对值与测量值进行比较时，计算功能203确定误差是否造成比较操作中的问题。
[0128]
另外，计算功能203可以按照成像条件的改变来重新计算典型误差量，并确定是否解决了与绝对值比较的方面的问题。注意的是，考虑到相对于当前测量的指标值(骨矿物质密度、骨矿物质含量等)的过去测量值的改变量，上述典型误差量可以被设置为大的值。
[0129]
图11是用于说明根据其他实施例的通过计算功能203和控制功能202进行的处理的示例的视图。纵坐标指示骨矿物质密度(bmd)，并且横坐标指示检查日期(日期)。图11示出了在“日期:b”的检查之前执行对成像条件的确定的情况。
[0130]
例如，计算功能203基于用于“日期:b”的检查的成像条件“参数a：1111和参数b：2222”来计算典型误差量。然后，当将典型误差量与在“日期:a”的检查中bmd的测量值相加时，计算功能203确定阈值“e”是否被包括在误差范围内。即，计算功能203确定误差是否改变了关于误差范围是否超过阈值“e”的确定。
[0131]
例如，如图11中的上图中所示，当阈值“e”被包括在误差范围内时，计算功能203确定在与阈值比较的方面存在问题。控制功能202使显示器18显示例如图11中的上图作为确定结果。在这种情况下，如果计算功能203确定在与阈值比较的方面存在问题，则控制功能202可以使显示器18除了图11中的上图的显示之外，还显示指示成像条件不适当的信息(例如，警报)。
[0132]
如图11中的下图中所示，然后，计算功能203按照将成像条件的“参数a：1111”变为“参数a：3333”的处理来重新计算典型误差量。计算功能203进一步在将典型误差量与“日期:a”的检查中bcd的测量值相加后确定阈值“e”是否被包括在误差范围内。在这种情况下，如图11中的下图中所示，如果阈值“e”不被包括在误差范围内，则计算功能203确定成像条件是适当的。控制功能202使显示器18按照成像条件中的改变来显示图11中的下图。
[0133]
注意的是，成像条件可以基于操作者的输入操作而改变，或者可以通过计算功能203基于预设信息而自动改变。
[0134]
当关于相对于过去指标值(骨矿物质密度、骨矿物质含量等)的测量值的改变的评价执行对条件的确定时，计算功能203基于过去指标值(骨矿物质密度、骨矿物质含量等)的测量值和测量目的来决定关于估计误差的阈值。即，计算功能203基于过去的测量值、目的和估计误差来决定用于确定成像条件是否适当的阈值(例如，图11中的阈值e)。
[0135]
例如，计算功能203设置随着指标值(骨矿物质密度、骨矿物质含量等)的测量值减小而变小的阈值。另外，当测量目的是医用检查时，计算功能203设置较大的阈值，当目的是药物疗效确定时，设置较小的阈值，并且当目的是不包括药物疗效确定的随访时，设置中间阈值。
[0136]
注意的是，计算功能203可以执行通过与绝对值比较的对成像条件的确定以及关于相对于过去指标值(骨矿物质密度、骨矿物质含量等)的测量值的改变的评价的对条件的确定中的两者或一者。
[0137]
以上实施例示例了指标值(骨矿物质密度、骨矿物质含量等)包括源自散射射线的误差以及源自量子噪声等的误差的情况以及指标值的误差包括散射射线的量的估计精度误差和源自量子噪声等的误差。然而，实施例不限于这些情况，并可以包括以下情况：源自散射射线的误差、源自量子噪声等的误差、和散射射线量的估计精度误差之一被设置为指标值(骨矿物质密度、骨矿物质含量等)的误差。
[0138]
以上实施例示例了x射线诊断装置执行各种类型的处理的情况。然而，实施例不限于此，并且医用信息处理装置可以执行上述的每个处理。
[0139]
图12是示出了根据其他实施例的医用信息处理装置3的布置示例的框图。如图12中所示，医用信息处理装置3经由网络2连接到x射线诊断装置1。医用信息处理装置3包括通信接口31、存储器32、输入接口33、显示器34和处理电路35。注意的是，医用信息处理装置3是诸如平板终端或工作站之类的信息处理装置。
[0140]
通信接口31连接到处理电路35，并控制与经由网络连接的x射线诊断装置1等的各种数据的传输和通信。例如，通信接口31由网卡、网络适配器、网络接口控制器(nic)等来实现。
[0141]
存储器32连接到处理电路35并存储各种数据。例如，存储器32由随机存取存储器(ram)、诸如闪存之类的半导体存储器件、硬盘、光盘等来实现。在本实施例中，存储器32存储例如从x射线诊断装置1接收的x射线图像数据(为了定位而收集的荧光透视图像和通过双能量成像而收集的x射线图像)。存储器32还存储用于处理电路35的处理的各种类型的信息、由处理电路35获得的处理结果等。
[0142]
输入接口33由用于执行各种类型的设置的跟踪球、开关按钮、鼠标、键盘、基于对操作画面的触摸执行输入操作的触摸板、作为显示屏与触摸板的组合的触摸监视器、使用光学传感器的非接触输入电路、语音输入电路等来实现。输入接口33连接到处理电路35。输入接口33转换从操作者接收的输入操作，并将电信号输出到处理电路35。注意的是，在该说明书中，输入接口33不限于包括诸如鼠标和键盘之类的物理操作部件的输入接口。例如，输入接口的示例包括从与装置分开设置的外部输入设备接收与输入操作对应的电信号并将电信号输出到控制电路的电信号处理电路。
[0143]
显示器34连接到处理电路35，并显示从处理电路35输出的各种类型的信息和各种类型的图像。例如，显示器34由液晶监视器、阴极射线管(crt)监视器、触摸监视器等来实现。例如，显示器34显示用于接收来自操作者的指令的用户界面(ui)、各种图像以及由处理电路35获得的各种处理结果。
[0144]
处理电路35根据经由输入接口33从操作者接收的输入操作来控制医用信息处理装置3的各构成要素。如图12中所示，处理电路35执行控制功能351、计算功能352和校正功能353。在这种情况下，例如，由作为图12中示出的处理电路35的构成要素的控制功能351、计算功能352和校正功能353执行的各个处理功能以可以由计算机执行的程序的形式记录在存储器32中。处理电路35例如是处理器。处理电路35从存储器32读出程序并执行程序，以实现与程序对应的功能。换句话说，已读出每个程序的处理电路35具有在图12中的处理电路35中指示的对应功能。
[0145]
控制功能351控制整个医用信息处理装置3。控制功能351还执行从x射线诊断装置1接收数据/向x射线诊断装置1发送数据以及与由上述控制功能202执行的处理类似的处理。计算功能352执行与由上述计算功能203执行的处理类似的处理。校正功能353执行与由上述校正功能204执行的处理类似的处理。
[0146]
在每个实施例中描述的x射线诊断装置中，每个处理功能以可以由计算机执行的程序的形式存储在存储器17中。处理电路20是从存储器17读出并执行每个程序以实现与程序对应的功能的处理器。换句话说，在每个程序被读出的状态下的处理电路20具有与所读取的程序对应的功能。尽管每个实施例示例了每个处理功能由单个处理电路20来实现的情况，但本发明的实施例不限于以上实施例。例如，处理电路20可以通过组合多个独立处理器来形成，并通过使每个处理器执行程序中的对应一个来实现每个处理功能。可替换地，处理电路的各个处理功能20可以通过适当地分离或集成到单个或多个处理电路中来实现。
[0147]
以上描述中使用的术语“处理器”是指例如诸如中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、专用集成电路(asic)、可编程逻辑器件(诸如，简单可编程逻辑器件(spld)、复杂可编程逻辑器件(cpld)，现场可编程门阵列(fpga))之类的电路。处理器通过读出并执行存储在存储器111中的程序来实现功能。
[0148]
注意的是，在上述各实施例中，存储器17存储与各个处理功能对应的程序。然而，多个存储器17可以被分开布置，并且处理电路20可以从存储器17中的对应一个读出每个程序。程序可以直接装入处理器的电路中，而不是存储在存储器17中。在这种情况下，处理器通过读出并执行装入电路中的程序来实现功能。
[0149]
根据以上实施例的各个设备的构成元件在功能上是概念性的，并且不需要一定在物理上如附图中所示地配置。即，各个设备的分离/集成的具体形式不限于附图中示出的形式，并可以根据各种类型的负载或用途在功能上或物理上部分或全部地分离或集成。由各个设备执行的各个处理功能的全部或任意一些由cpu或经cpu分析地执行的程序来实现，或者被实现为有线-逻辑硬件。
[0150]
本发明的(一个或多个)实施例还可以通过读出并执行记录在存储介质(也可以被更完整地称为“非瞬态计算机可读存储介质”)上的计算机可执行指令(例如，一个或多个程序)以执行上述(一个或多个)实施例中的一个或多个实施例的功能和/或包括用于执行上述(一个或多个)实施例中的一个或多个实施例的功能一个或多个电路(例如，专用集成电
路(asic))的系统或装置的计算机来实现，以及通过例如从存储介质读出并执行计算机可执行指令以执行上述(一个或多个)实施例中的一个或多个实施例的功能和/或控制一个或多个电路以执行上述(一个或多个)实施例中的一个或多个实施例的功能而通过由系统或装置的计算机执行的方法来实现。计算机可以包括一个或多个处理器(例如，中央处理单元(cpu)、微处理单元(mpu))，并且可以包括单独计算机或单独处理器的网络，以读出并执行计算机可执行指令。计算机可执行指令可以例如从网络或存储介质提供到计算机。该存储介质可以包括例如硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、分布式计算系统的存储器、光盘(诸如，光盘(cd)、数字多功能盘(dvd)、蓝光光盘(bd)tm)、闪存设备、存储卡等中的一个或多个。
[0151]
其他实施例
[0152]
本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给系统或装置，该系统或装置的计算机或是中央处理单元(cpu)、微处理单元(mpu)读出并执行程序的方法。
[0153]
上述实施例中的一个使得能够适当地评价被检体的骨状态的时间序列变化。
[0154]
虽然已参考示例性实施例描述了本发明，但要理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。随附权利要求的范围应被赋予最宽泛的解释，以包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。