医疗装置、扫描方法和存储介质

技术领域

本发明涉及包括X射线管的医疗装置、使用该医疗装置来执行受检体的扫描的扫描方法、以及其上记录有用于控制医疗装置的指令的存储介质。

背景技术

CT装置被称为一种对受检体进行非侵入性成像的医疗装置。CT装置可捕获要在短时间段内成像的部位的图像，并且因此已经广泛用于医院和其他医疗设施中。

[引用列表]

专利文献

专利文献1：日本未经审查的专利申请2013-027521

发明内容

[技术问题]

当执行受检体的检查时，操作员将受检体放置在检查台上，使得受检体以适于检查的姿势(体位)躺在检查台上。例如，在对受检体的头部进行成像时，操作员通常将受检体以仰卧位放置在检查台上。

在仰卧位，受检体合意地躺在检查台上，其中他们的脸部面向正上方。然而，如果由于受检体是老年人或患病而不能使受检体的脸部面向正上方，则受检体的脸部可面向例如斜上方。

在这种情况下，可考虑使用头部固定器(head folder)等来固定受检体的头部，使得受检体的脸部面向正上方(例如，参见专利文献1)。然而，对于难以将其脸部直接朝上的受检体，使用头部固定器强制地使脸部面向正上方可能对受检体的身体造成沉重负担。因此，通常在受检体的脸部面向斜上方的状态下执行扫描。例如，当执行侦测扫描时，在受检体的脸部面向斜上方的状态下获取侦测图像。

该侦测图像用于设定受检体的扫描范围，并且操作员参考侦测图像来设定受检体的扫描范围。另外，近年来，也研发了执行侦测图像的分割并基于该分割结果自动设定受检体的扫描范围的技术、以及基于侦测图像的分割结果指定对辐射高度敏感的器官并选择性地减少对所指定的器官的曝光的技术。

然而，由于在仰卧位成像是基于受检体的脸部面向正上方的假设，所以如果在受检体的脸部面向斜上方的状态下获取侦测图像，则可能存在以下问题，即分割的精度降低，并且自动设定的扫描范围会偏离期望范围，或者指定的器官区域会偏离器官实际存在的区域。

在上述示例中，描述了在对受检体的头部进行成像的情况下的问题，但对受检体的头部以外的部位进行成像也存在同样的问题。

在此，期望提供这样一种技术，即使在要被成像的部位不能面向期望方向时对受检体进行扫描，也能够获取与在要被成像的部位面向期望方向时所获取的图像基本上相同的图像。

[问题的解决方案]

本发明的第一方面是一种医疗装置，该医疗装置包括：

机架，该机架包括能够在以旋转轴线为中心的路径上旋转的X射线管和控制该X射线管的X射线控制器；

检查台，受检体能够躺在该检查台上；和

至少一个处理器；

该医疗装置对受检体执行第一扫描，其中

处理器执行包括以下的操作：

基于受检体的要被成像的部位所面向的方向来确定该路径上用于布置进行第一扫描的X射线管的第一位置，以及

借助于X射线控制器来控制X射线管，使得X射线管从所述第一位置照射X射线。

另外，本发明的第二方面是一种扫描方法，该扫描方法包括：

使用医疗装置对受检体执行第一扫描，该医疗装置包括：机架，该机架具有能够在以旋转轴线为中心的路径上旋转的X射线管和控制该X射线管的X射线控制器；和检查台，受检体能够躺在该检查台上；

基于受检体的要被成像的部位所面向的方向来确定该路径上用于定位进行第一扫描的X射线管的第一位置；以及

借助于X射线控制器来控制X射线管，使得X射线管从所述第一位置照射X射线。

另外，本发明的第三方面是一种能够由计算机读取的存储介质，该存储介质以非暂态方式存储能够由一个或多个处理器执行的一个或多个指令，其中

该存储介质容纳在医疗装置中，该医疗装置包括：机架，该机架具有能够在以旋转轴线为中心的路径上旋转的X射线管和控制该X射线管的X射线控制器；和检查台，受检体能够躺在该检查台上，并且

一个或多个指令在由一个或多个处理器执行时基于受检体的部位所面向的方向来确定该路径上用于定位进行第一扫描的X射线管的第一位置，并且借助于X射线控制器来控制X射线管，使得X射线管从所述第一位置照射X射线。

[本发明的有利效果]

在本发明中，获得要被成像的部位的方向，并且基于要被成像的部位的方向来确定X射线管的位置。因此，即使在要被成像的部位不能面向期望方向时对受检体进行扫描，也能够获取与在要被成像的部位面向期望方向时所获取的图像基本上相同的图像。

附图说明

图1是实施方案1的CT装置100的透视图；

图2是CT装置100的框图；

图3是示出了当使用一般方法对受检体进行检查时CT装置的操作流程的示例的图；

图4是示出了受检体112躺在检查台116上的图；

图5是用于侦测扫描的扫描计划的示例的说明图；

图6是根据扫描计划12执行的侦测扫描的说明图；

图7是根据扫描计划13执行的侦测扫描的说明图；

图8是侦测图像16和17的示意图；

图9是示出了在显示装置232上显示的CT图像18的示例的图；

图10是机架102的前视图和顶视图；

图11示出了受检体112的头部的放大图；

图12是示出了在受检体112的脸部倾斜取向的状态下的侦测图像161和171的图；

图13是示出了在受检体112的脸部面向斜上方的状态下的CT图像181的图；

图14是示出了当在实施方案1中对受检体112进行成像时CT装置的操作流程的图；

图15是示出了将受检体112的头部112a左右划分的中心平面31的图；

图16是示出了近似于受检体112的头部112a的对象22以及将对象22一分为二的参考平面32的图；

图17是获得受检体的头部的旋转角度θ的方法的说明图；

图18是修正之后的侦测扫描计划的示例的说明图；

图19是扫描计划所包含的“侦测平面”的说明图；

图20是基于修正侦测扫描计划121执行的侦测扫描的说明图；

图21是示意性地示出了根据扫描计划121获取的侦测图像26的图；

图22是基于修正侦测扫描计划131执行的侦测扫描的说明图；

图23是示出了使用训练模型识别对辐射高度敏感的器官的流程的图；

图24是确定加权系数的方法的说明图；

图25是示出了经重建的CT图像28的图；

图26是示出了使用训练模型自动设定扫描范围的流程的图；

图27是在显示装置上显示的侦测图像27和推断扫描范围127的示意图；

图28是示出了在实施方案3中设置在扫描室中的多个相机的图；

图29是示出了实施方案3的流程的图；

图30是实施方案3中的步骤ST20的说明图；

图31是获得相机236的角度α的方法的说明图；并且

图32是获得相机237的角度α的方法的说明图。

具体实施方式

下面将描述用于实行本发明的实施方案，但本发明不限于以下实施方案。

图1是实施方案1的CT装置100的透视图。图2是CT装置100的框图。

CT装置100包括机架102和检查台116。机架102和检查台116安装在扫描室122中。

机架102具有开口107，受检体112通过该开口被传送以扫描受检体112。

机架102配备有X射线管104、滤波器部分103、前准直器105以及X射线检测器108。

当向阴极-阳极管施加规定电压时，X射线管104生成X射线。X射线管104被构造成能够在以XY平面内的旋转轴线为中心的路径上旋转。在此，Z方向表示身体轴线方向，Y方向表示垂直方向(检查台116的高度方向)，并且X方向表示垂直于Z方向和Y方向的方向。可与能够切换管电压的快速kV切换系统兼容的X射线管可被提供作为X射线管104。另外，尽管在实施方案1中，CT装置100包括一个X射线管104，但也可包括两个X射线管。

滤波器部分103包括例如平板型滤波器和/或蝴蝶结型滤波器。

前准直器105是缩窄X射线照射范围以使得X射线不在不期望的区域中发射的部件。

X射线检测器108包括多个检测器元件202。多个检测器元件202检测从X射线管104照射并穿过诸如患者等受检体112的X射线束106。因此，X射线检测器108可获取每个视图的投影数据。

由X射线检测器108检测的投影数据由DAS 214收集。DAS 214对收集到的投影数据执行包括采样、数字转换的规定处理。处理后的投影数据被发送到计算机216。来自DAS 214的数据可由计算机216存储在存储装置218中。存储装置218包括存储要由处理器执行的程序以及指令的一个或多个存储介质。存储介质可以是例如一个或多个非暂态计算机可读存储介质。存储装置218可包括例如硬盘驱动器、软盘驱动器、光盘读/写(CD-R/W)驱动器、数字通用盘(DVD)驱动器、闪存驱动器和/或固态存储驱动器。

处理器216包括一个或多个处理器。计算机216使用一个或多个处理器来向DAS214、X射线控制器210和/或机架马达控制器212输出命令和参数，以控制诸如数据获取和/或处理的系统操作。另外，计算机216使用一个或多个处理器来在下述流程的每个步骤中执行信号处理、数据处理、图像处理等(参见图14、图23、图26和图29)。

操作员控制台220链接到计算机216。操作员可通过操作操作员控制台220来将与CT装置100的操作相关的规定操作员输入输入到计算机216中。计算机216经由操作员控制台220接收包括命令和/或扫描参数的操作员输入，并且基于该操作员输入控制系统操作。操作员控制台220可以包括键盘(未示出)或触摸屏，以供操作员指定命令和/或扫描参数。

X射线控制器210基于来自计算机216的控制信号来控制X射线管104。另外，机架马达控制器212还基于来自计算机216的控制信号控制机架马达以使诸如X射线管104和X射线检测器108等结构元件旋转。

图2仅示出了一个操作员控制台220，但是两个或更多个操作员控制台可以链接到计算机216。

另外，CT装置100还可允许多个远程定位的显示器、打印机、工作站和/或类似装置经由例如有线和/或无线网络链接。

在一个实施方案中，例如，CT装置100可包括或链接到图片存档和通信系统(PACS)224。在典型的具体实施中，PACS 224可以链接到远程系统，诸如放射科信息系统、医院信息系统和/或内部或外部网络(未示出)。

计算机216向检查台马达控制器118提供命令以控制检查台116。检查台马达控制器118可基于接收到的指令来控制检查台马达，以使检查台116移动。例如，检查台马达控制器118可使检查台116移动，使得受检体112恰当地定位以进行成像。

如前所述，DAS 214对由检测器元件202获取的投影数据进行采样和数字转换。然后，图像重建单元230使用经采样和数字转换的数据重建图像。图像重建单元230包括能够执行图像重建处理的一个或多个处理器。在图2中，图像重建单元230被示为与计算机216分离的结构元件，但是图像重建单元230可以形成计算机216的一部分。此外，计算机216还可以执行图像重建单元230的一个或多个功能。此外，图像重建单元230可远离CT系统100定位，并且使用有线或无线网络可操作地连接到CT装置100。计算机216和图像重建单元230用作图像生成装置。

图像重建单元230可将所重建的图像存储在存储装置218中。图像重建单元230还可以将所重建的图像发送到计算机216。计算机216可将所重建的图像和/或患者信息发送到可通信地链接到计算机216和/或图像重建单元230的显示装置232。

在本说明书中描述的各种方法和过程可作为可执行指令存储在CT装置100中的非暂态存储介质中。可执行指令可被存储在单个存储介质上或跨多个存储介质进行分布。设置在CT装置100中的一个或多个处理器根据存储在存储介质上的指令执行在本说明书中描述的各种方法、步骤和处理。

相机235设置在扫描室122的天花板124上，作为用于获取扫描室中的光学图像的光学图像获取单元。可使用任何装置作为光学图像获取单元，只要其可对诸如受检体等受检者的表面进行成像即可。例如，可使用以下元件来用作光学图像获取单元：使用可见光来对受检者成像的相机、使用红外线来对受检者成像的相机、或者使用红外线来获取受检者的深度数据并基于该深度数据执行对受检者的表面的成像的深度传感器。此外，由光学图像获取单元获取的光学图像可以是3D图像或2D图像。此外，光学图像获取单元可获取作为静止图像或作为视频的光学图像。

CT装置100如上所述进行配置。下面将描述使用实施方案1的CT装置对受检体进行成像的流程。在以下示例中，为了阐明实施方案1的效果，首先将描述当使用一般方法检查受检体时的流程。此外，在阐明一般方法的问题之后，将描述实施方案1的流程。

图3是示出了当使用一般方法对受检体进行检查时CT装置的操作流程的示例的图。

在步骤ST1处，操作员将受检体112(例如，患者)放置在检查台116上。

图4是示出了受检体112躺在检查台116上的图。

在图4的上部部分示出了机架102的前视图，并且在图4的下部部分示出了机架102和检查台116的顶视图。

检查台116具有受检体112可躺在其上的托架。该托架被构造成能够在轴向方向(z方向)上移动。注意，图4的上侧的机架102的前视图相对于机架102的开口107在XY平面中示出了受检体112的头部112a。在此，假设成像部位是头部112a。

在步骤ST2处，操作员建立侦测扫描的扫描计划。

图5是侦测扫描的扫描计划的示例的说明图。

图5包括侦测扫描计划中所需的项目11和为该项目设定的扫描计划12和13。在图5中，“开始”、“结束”、“kV”、“mA”和“侦测平面”被示出作为侦测扫描计划的项目11。“开始”是扫描开始位置，“结束”是扫描结束位置，“kV”是管电压，“mA”是管电流，并且“侦测平面”表示当执行侦测扫描时X射线管104的位置。当侦测扫描准备就绪时，过程进行至步骤ST3。

在步骤ST3处，根据扫描计划12和13执行侦测扫描。

图6是根据扫描计划12执行的侦测扫描的说明图。

机架102包括x射线管104。X射线管104被构造成能够在以XY平面内的旋转轴线205为中心的路径40上旋转。旋转轴线205可被设定为与等中心点一致，或者可被设定为在偏离等中心点的位置处的旋转轴线205。

在扫描计划12中，“侦测平面”被设定为“0°”。这表示在X射线管104定位在路径40上的位置P0处(在旋转轴线205的正上方)时执行侦测扫描。在此，当X射线管104定位在位置P0处时，假设X射线管104的角度为“0°”。

图7是根据扫描计划13执行的侦测扫描的说明图。

扫描计划13将“侦测平面”设定为“90°”。这表示在x射线管104定位在位置P90(其为从位置P0(角度0°)绕路径40上的旋转轴线205顺时针旋转90°)处时执行侦测扫描，如图7所示。这假设当X射线管104定位在从0°的角度顺时针旋转90°的位置处时，X射线管104的角度为“90°”。

当执行侦测扫描时，首先根据扫描计划12执行侦测扫描。当根据扫描计划12执行侦测扫描时，机架马达控制器212(参见图2)控制机架马达，使得X射线管104定位在角度0°(位置P0)处，如图6所示。另外，在使托架在Z方向上移动的同时，X射线控制器210控制X射线管104以照射X射线。

X射线检测器108检测从X射线管104照射并穿过受检体112的X射线。由X射线检测器108检测的投影数据由DAS 214收集。DAS 214对所获取的投影数据执行规定处理(包括采样、数字转换等)并且将该数据发送到计算机216或图像重建部230。在计算机216或图像重建单元230上，处理器基于从扫描获得的数据重建侦测图像。

在根据扫描计划12执行侦测扫描之后，根据扫描计划13执行侦测扫描。

当根据扫描计划13执行侦测扫描时，机架马达控制器212控制机架马达，使得X射线管104从0°旋转到90°的角度，如图7所示。因此，X射线管104定位在90°的角度(位置P90)处。此外，在使托架在Z方向上移动的同时，X射线管104在定位在90°的角度时照射X射线。

X射线检测器108检测从X射线管104照射并穿过受检体112的X射线。由X射线检测器108检测的投影数据由DAS 214收集。DAS 214对所获取的投影数据执行规定处理(包括采样、数字转换等)并且将该数据发送到计算机216或图像重建部230。在计算机216或图像重建单元230上，处理器基于从扫描获得的数据重建侦测图像。

因此，能够获得当执行扫描计划12时的侦测图像和当执行扫描计划13时的侦测图像。图8示意性地示出了当执行扫描计划12时的侦测图像16和当执行扫描计划13时的侦测图像17。侦测图像16是通过从定位在角度0°(位置P0)处的X射线管104照射X射线而获得的图像，并且侦测图像17是通过从定位在角度90°(位置P90)处的X射线管104照射X射线而获得的图像。在执行侦测扫描之后，过程进行至步骤ST4。

在步骤ST4处，操作员为诊断扫描制定扫描计划。操作员例如参考侦测图像16和17(参见图8)来设定诊断扫描的扫描范围，这将在稍后描述。计算机216还基于侦测图像16和17执行各种处理。例如，如果使用器官剂量调制(ODM)(其是在诊断扫描期间使用的剂量减少技术)，则计算机216执行处理以分割侦测图像16和17并且基于分割结果识别成像部位(头部112a)内对辐射高度敏感的器官(例如，眼睛)。当执行诊断扫描的准备完成时，过程进行至步骤ST5。

在步骤ST5处，执行头部112a的诊断扫描。例如，当使用ODM执行诊断扫描时，执行头部112a的扫描，使得选择性地减少对辐射敏感的眼睛的曝光。

X射线检测器108检测从X射线管104照射并穿过受检体112的X射线。由X射线检测器108检测的投影数据由DAS 214收集。DAS 214对所获取的投影数据执行规定处理(包括采样、数字转换等)并且将该数据发送到计算机216或图像重建部230。在计算机216或图像重建单元230中，处理器基于从诊断扫描获得的数据来重建对受检体112的头部112a进行诊断所必需的CT图像。操作员可在显示装置232上显示重建的CT图像。图9是示出了在显示装置232上显示的CT图像18的示例的图。

因此，完成检查流程。

医生能够解读根据检查流程获取的CT图像并执行诊断。

在以上描述中，如图6和图7所示，扫描是在受检体112躺在检查台116上并且受检者的脸部面向上时执行。然而，取决于受检体112，面向正上方可能是不可能的。例如，如果由于受检体112是老年人或患病而不能使受检体的脸部面向正上方，则受检体112的脸部可面向例如斜上方(参见图10和图11)。

图10和图11是示出了受检体112的脸部不能面向正上方的示例的图。

在图10的上部部分示出了机架102的前视图，并且在图10的下部部分示出了机架102和检查台116的顶视图。受检体112躺在托架116上。注意，图10的上侧的机架102的前视图相对于机架102的开口107在XY平面中示出了受检体112的头部112a。

另外，图11示出了受检体112的头部的放大图。

图11示出了在受检体112不能面向正上方而面向斜上方的状态下的头部112a。注意，为了进行参考，在图11的下侧示出了受检体112的头部112a面向上。受检体112躺在检查台上，其中头部从面朝上的状态旋转了角度θ。

在这种情况下，由于不能强制地使受检体112的脸部面向正上方，所以扫描是在受检体112的脸部面向斜上方时执行。因此，当执行侦测扫描时，在受检体112的脸部倾斜取向时获得侦测图像161和171，如图12所示。因此，处理器基于在受检体112的脸部倾斜取向时的侦测图像161和171执行分割。然而，在基于受检体112的脸部倾斜取向时的侦测图像来执行分割的情况下，存在分割精度降低的问题。因此，在步骤ST4处，当处理器基于侦测图像161和171执行处理以识别对辐射高度敏感的器官(例如，眼睛)时，该器官的检测精度降低。因此，在诊断扫描中选择性地减少眼睛曝光变得困难。另外，由于诊断扫描是在受检体112的脸部倾斜取向时执行，因此当将通过诊断扫描获得的CT图像显示在显示装置232上时，CT图像181如在图13中那样被显示为受检体112的脸部面向斜上方。因此，医生必须在查看在受检体112的脸部倾斜取向时获取的CT图像181的同时执行对受检体112的诊断。然而，在仰卧位成像中，受检体112的脸部通常面向正上方。因此，当基于在受检体112的脸部倾斜取向时获取的CT图像181来诊断头部112a时，医生可能发现受检体112的脸部的取向与正常取向不同，从而导致诊断时的医生的负担增大。

因此，实施方案1中的CT装置被构造成能够处理上述问题。下面将描述实施方案1的CT装置。

图14是示出了当在实施方案1中对受检体112进行成像时CT装置的操作流程的图。注意，在执行图14所示的流程时，可省略或添加一些步骤，可将一些步骤划分为多个步骤，可按不同顺序执行一些步骤，并且可重复一些步骤。

在步骤ST1中，操作员将受检体112叫到扫描室中，并且让受检体112躺在检查台116上。在此，如图10和图11所示，假设受检体112的脸部不能面向正上方并且因此倾斜取向。

在受检体112进入扫描室122之前，相机235开始在扫描室122中成像。由相机235捕获的信号被发送到计算机216。计算机216基于从相机235接收的信号来生成相机图像。因此，可在受检体112进入扫描室122之前生成扫描室122中的受检体的相机图像。

相机235的视场包括检查台116及其周围区域。因此，当受检体112躺在检查台116上时，计算机可基于来自相机235的信号来生成躺在检查台116上的受检体112的相机图像。相机图像被存储在存储装置218中。

在步骤ST2处，操作员建立侦测扫描的扫描计划。另一方面，在步骤ST20中，计算机216基于相机图像来辨识受检体112的每个部位(头部、胸部、腹部、上肢、下肢等)以及每个部位的位置，并且确定检查台116上的受检体112的要被成像的部位的取向。在此，受检体112的要被成像的部位是头部112a。因此，处理器确定受检体112的头部112a的取向。下面将参考图15至图17详细描述步骤ST20的流程。

在步骤ST21中，计算机216基于受检体112的相机图像21来设定将受检体112的头部左右划分的中心平面31，如图15所示。例如，计算机216基于相机图像21提取受检体112的脸部表面上的多个特征点(例如，眉毛、眼睛、鼻子、嘴、下巴)，并且基于所提取的特征点，可确定将受检者112的头部112a左右划分的中心平面31。

在步骤ST22中，计算机216将受检体112的头部近似为相对于YZ平面具有对称形状的对象22(例如，球体、椭圆体)，如图16所示，并且获得将对象22在X方向上一分为二的参考平面32。参考平面32是与YZ平面平行的平面。因此，参考平面32近似于当假设受检体112的脸部面向适于检查的理想方向(即，Y方向)时将受检体112的脸部左右划分的平面。在确定参考平面32之后，过程进行至步骤ST23。

在步骤ST23中，计算机216基于中心平面31和参考平面32获得受检体的头部的旋转角度θ。

图17是获得受检体的头部的旋转角度θ的方法的说明图。

图17的左上方示出了在步骤ST21中获得的中心平面31，并且图17的右上方示出了在步骤ST22中获得的参考平面32。另外，图17示出了在从Y方向查看时的中心平面31和参考平面32，并且图17的右下方示出了在从Z方向查看时的中心平面31和参考平面32。

在步骤ST22中获得的参考平面32近似于当假设受检体112的脸部面向适于检查的理想方向(即，Y方向)时将受检体112的脸部左右划分的平面。因此，中心平面31与参考平面32之间的角度θ可作为受检体112的头部112a的旋转角度θ而获得。例如，当θ＝0°时，这表示中心平面31与参考平面32一致，换句话说，这表示受检体112的脸部面向理想方向(正上方)。因此，θ＝0°意味着受检体112的头部112a不倾斜。另一方面，如果θ>0°，则这表示中心平面31与参考平面32不一致，并且表示受检体112的脸部的方向从理想方向(正上方)绕身体轴线(Z轴)旋转了角度θ。因此，θ>0°意味着受检体112的头部112a倾斜。

因此，在步骤ST20中，旋转角度θ可被获得作为表示受检体112的头部112a的取向的值。在此，假设θ＝15°。在计算旋转角度θ之后，过程进行至步骤ST24。

在步骤ST24处，计算机216基于在步骤ST20中获得的旋转角度θ来修正侦测扫描的扫描计划。

图18是修正之后的侦测扫描计划的示例的说明图。图19是扫描计划所包含的“侦测平面”的说明图。

图18的顶部示出了修正之前的侦测扫描计划12和13，并且图18的底部示出了修正之后的侦测扫描计划121和131。

在步骤ST24处，计算机216基于旋转角度θ(要被成像的部位的取向)来修正扫描计划12和13的项目“侦测平面”的值。

修正之前的侦测扫描计划12中的“侦测平面”被设定为与X射线管104的初始位置相对应的角度“0°”,并且修正之前的侦测扫描计划13中的“侦测平面”被设定为与X射线管104的初始位置相对应的角度“90°”。

在实施方案1中，旋转角度θ被计算为θ＝15°,因此计算机216将扫描计划12中的项目“侦测平面”的值从0°修正为0°+15°＝15°,使得能够在受检体的脸部的正前方照射X射线。另外，计算机216将扫描计划13的项目“侦测平面”的值从90°修正为90°+15°＝105°,使得能够从受检体的脸部的侧面直接照射X射线。因此，修正之后的扫描计划121和131的“侦测平面”值分别被设定为“15°”和“105°”。“侦测平面”＝15°表示X射线管104被布置在从路径40上的位置P0(角度0°)顺时针旋转了15°的位置P15处，如图19所示。另外，“侦测平面”＝105°表示X射线管104被布置在从路径40上的位置P90(角度90°)顺时针旋转了15°的位置P105处，如图19所示。因此，计算机216可基于旋转角度θ(基于头部取向)来确定路径40上X射线管104所在的两个位置P15和P105。在修正扫描计划之后，过程进行至步骤ST3。

在步骤ST3处，执行侦测扫描。

侦测扫描是基于修正侦测扫描计划121和131来执行(参见图18)。在实施方案1中，首先基于侦测扫描计划121(参见图20)执行侦测扫描。

图20是基于修正侦测扫描计划121执行的侦测扫描的说明图。

当基于侦测扫描计划121执行侦测扫描时，机架马达控制器212(参见图2)控制机架马达，使得X射线管104定位在路径40上从角度0°顺时针旋转了15°的位置P15(角度15°)处。

接着，检查台马达控制器118(参见图2)于是控制检查台马达，使得在Z方向上移动托架，同时X射线控制器210使X射线管104照射X射线。

X射线检测器108检测从X射线管104照射并穿过受检体112的X射线。由X射线检测器108检测的投影数据由DAS 214收集。DAS 214对所获取的投影数据执行规定处理(包括采样、数字转换等)并且将该数据发送到计算机216或图像重建部230。计算机216中的处理器或图像重建单元230基于从在X射线管104定位在角度15°时执行的扫描获得的数据来重建侦测图像。

因此，当根据扫描计划121执行侦测扫描时，X射线管104可定位在角度15°(位置P15)处，如图20所示，使得可获取从受检体112的脸部的正前方拍摄的侦测图像。图21示意性地示出了根据扫描计划121获取的侦测图像26。

在根据扫描计划121执行侦测扫描之后，根据扫描计划131执行侦测扫描。

图22是基于修正侦测扫描计划131执行的侦测扫描的说明图。

当根据扫描计划131执行侦测扫描时，机架马达控制器212控制机架马达，使得X射线管104从位置P15(角度15°)旋转90°。因此，X射线管104定位在位置P105(角度105°)处。当检查台马达控制器118使托架向Z方向上移动时，X射线控制器210使X射线管104照射X射线，同时X射线管104定位在角度105°处。

X射线检测器108检测从X射线管104照射并穿过受检体112的X射线。由X射线检测器108检测的投影数据由DAS 214收集。DAS 214对所获取的投影数据执行规定处理(包括采样、数字转换等)并且将该数据发送到计算机216或图像重建部230。计算机216中的处理器或图像重建单元230基于从在X射线管104定位在角度105°时执行的扫描获得的数据来重建侦测图像。

因此，当根据扫描计划131执行侦测扫描时，X射线管104可定位在角度105°(位置P105)处，如图22所示，使得可获取从受检体112的头部112a的侧面直接拍摄的侦测图像。图21示意性地示出了根据扫描计划131获取的侦测图像27。

在执行侦测扫描之后，过程进行至步骤ST4。

在步骤ST4处，操作员为诊断扫描制定扫描计划。操作员例如参考侦测图像26和27来设定诊断扫描的扫描范围，这将在稍后描述。计算机216还基于侦测图像26和27执行各种处理。例如，在实施方案1中，计算机216对侦测图像26和27进行分割，并且基于该分割结果，执行识别头部112a(要被成像的部位)的对辐射高度敏感的器官(例如，眼睛)。对辐射高度敏感的器官可使用训练模型来识别，该训练模型是使用诸如深度学习和机器学习等AI技术来创建。下面描述用于使用训练模型来识别对辐射高度敏感的器官的方法。

图23是示出了使用训练模型识别对辐射高度敏感的器官的流程的图。

首先，我们描述如何生成用于识别对辐射高度敏感的器官的训练模型。在测试受检体112之前的学习阶段期间预先创建训练模型。

在学习阶段，首先准备原始图像集V。原始图像集V包括例如通过在X射线管定位在角度0°处时执行扫描而获取的多个侦测图像以及通过在X射线管定位在角度90°处时执行扫描而获取的多个侦测图像。注意，原始图像集V可任选地包括通过在X射线管定位在除0°和90°以外的角度处时执行扫描而获取的侦测图像。

接着，如图23所示，对原始图像集V进行预处理68。

该预处理68包括例如图像裁剪、标准化、归一化、图像反转、图像旋转、放大百分比改变和图像质量改变。通过对原始图像集V执行预处理，可获得经预处理的侦测图像的集合VA。经预处理的侦测图像的集合VA被用作用于创建训练模型的训练数据60。

接下来，训练数据60被用于训练神经网络70。神经网络70可以使用例如卷积神经网络。在实施方案1中，神经网络70被训练以创建训练模型71，以便输出表示对辐射高度敏感的器官(眼睛)的区域的位置数据。该训练模型71被存储在存储装置218中(参见图2)。训练模型71可被存储在可由CT装置访问的外部存储装置上。

因此，可使用训练模型71来推断眼睛位置。

图23的右侧示出了使用训练模型71来推断眼睛位置的流程。

在步骤ST41中，计算机216对通过侦测扫描而获得的侦测图像26和27进行预处理。

在步骤ST42中，计算机216将经预处理的侦测图像261和271作为输入图像输入到训练模型71，并且使用训练模型71来推断对辐射高度敏感的眼睛的位置。

在推断眼睛位置之后，过程进行至步骤ST43。

在步骤ST43中，计算机216基于所推断的眼睛位置和旋转角度θ来设定X射线管104的管电流，以便在诊断扫描期间选择性地减少眼睛曝光(参见图24)。

图24是确定加权系数的方法的说明图。

基于受检体112的头部112a的旋转角度θ，计算机216首先确定从旋转角度θ顺时针旋转了角度β的角度θ1以及从旋转角度θ逆时针旋转了角度γ的角度θ2。尽管在实施方案1中β＝γ＝90°,但β和γ可以是除90°以外的角度，并且β≠γ也可行。在实施方案1中，由于旋转角度θ为θ＝15°,因此计算得出θ1＝θ+β＝15°+90°＝105°,并且θ2＝θ-γ＝15°-90°＝-75°。假设从0°起的顺时针方向是正方向，则-75°变为+285°,因此下面的描述将以θ2＝285°继续进行。

接着，基于θ1＝105°并且θ2＝285°,计算机216将X射线管104沿其移动的路径40划分为头部112a的眼睛所在的一侧上的路径41和与头部112a的眼睛相反的一侧(枕骨侧)上的路径42。

另外，计算机216还识别在诊断扫描期间用X射线照射眼睛的时段。由于眼睛位于受检体112的脸部的表面侧，因此路径41上的X射线管104比路径42上的X射线管104移动得更靠近眼睛。因此，当向眼睛照射X射线时，计算机216将沿着路径41移动的X射线管104的管电流设定为比沿着路径42移动的X射线管104的管电流低。

以这种方式设定管电流。在诊断扫描的准备完成后，过程进行至步骤ST5(参见图14)。

在步骤ST5处，执行头部112a的诊断扫描。

在诊断扫描中，管电流被调整为使得当向眼睛照射X射线时，当X射线管104在路径41上移动时，X射线管104的管电流低。因此，可选择性地减少对辐射高度敏感的眼睛的曝光。在实施方案1中，当确定路径41时，使用β＝γ＝90°,但是β和γ可以是除90°以外的角度。例如，如果期望进一步减少眼睛曝光，则可将β和γ设定为大于90°的角度(例如，100°)。

从X射线管104辐射出的X射线由X射线控制器108检测。由X射线检测器108检测的投影数据由DAS 214收集。DAS 214对所获取的投影数据执行规定处理(包括采样、数字转换等)并且将该数据发送到计算机216或图像重建部230。在计算机216或图像重建单元230上，处理器基于从扫描获得的数据重建用于诊断的CT图像。当重建CT图像时，处理器认为头部112a的旋转角度θ为θ＝15°,并且重建CT图像使得在CT图像中描绘的头部的旋转角度θ从15°变为0°。因此，处理器可重建经修正的CT图像，使得头部112a的旋转角度为0°。图25是示出了经重建的CT图像28的图。为了比较，图25还示出了在不对头部112a的旋转角度θ＝15°进行修正的情况下重建的CT图像181。如图24所示，检查台116上的受检体112的头部112a倾斜15°,但头部112a的旋转角度在图像重建期间被修正为0°,使得显示头部112a的倾斜被修正的CT图像28。

因此，图14的流程结束。

在实施方案1中，确定受检体112的头部112a的旋转角度θ，并且基于该旋转角度θ来设定X射线管104的位置(角度)以执行侦测扫描。因此，即使受检体112不能面向正上方(参见图20)，也能够获得与在受检体112面向正上方时所获得的侦测图像16和17(参见图8)基本上相同的侦测图像26和27(参见图21)。因此，即使受检体112不能面向正上方，也能够获得从受检体112的脸部的前面捕获到的侦测图像26和从受检体112的脸部的侧面捕获到的侦测图像27。在实施方案1中，基于侦测图像26和27执行分割，从而使得能够提高侦测图像的分割精度。

另外，借助于诊断扫描获得的CT图像28(参见图25)将头部112a的旋转角度θ从为15°的头部112a的旋转角度θ修正为0°。因此，由于显示装置232(参见图2)显示针对模拟受检体112的脸部面向正上方的情况的CT图像18，因此医生能够专注于解读工作，而不会意识到受检体112的脸部是倾斜取向的。

在实施方案1中，从两个方向(15°和105°)对受检体进行成像，以获得侦测图像26和27(参见图21)。然而，也能够仅从两个方向(15°和105°)中的一个方向对受检体进行成像，并且仅获得侦测图像26和27中的一者。

在实施方案1中，X射线管104定位在角度15°处(换句话说，X射线管104定位在受检体112的脸部的表面侧)，并且从受检体112的脸部的表面侧照射X射线以获得侦测图像26。然而，即使不将X射线管104定位在角度15°处，而是将X射线管104定位在作为15°的相反侧的角度195°处(换句话说，将X射线管104定位在受检体112的头部侧的背面)，并且从受检体112的头部侧的背面照射X射线，也能够获得包括与侦测图像26基本上相同的形态信息和/或功能信息的侦测图像。因此，可通过将X射线管104定位在角度195°而不是15°处并从头部的背面侧用X射线照射受检体112来获得侦测图像。

另外，在实施方案1中，X射线管104定位在角度105°处(换句话说，X射线管104定位在受检体112的左侧)，并且从受检体112的左侧照射X射线以获得侦测图像27。然而，即使不将X射线管104定位在角度105°处，而是将X射线管104定位在作为105°的相反侧的角度285°处(换句话说，将X射线管104定位在受检体112的右侧)，并且从受检体112的右侧照射X射线，也能够获得包括与侦测图像27基本上相同的形态信息和/或功能信息的侦测图像。因此，可通过将X射线管104定位在角度285°而不是105°处并从右侧用X射线照射受检体112来获得侦测图像。

另外，在实施方案1中，在步骤ST22中，将受检体112的头部近似为相对于YZ平面具有对称形状的对象22(例如，球体、椭圆体)，并且基于该对象22来确定参考平面32。然而，代替基于对象22来确定参考平面32，可将与YZ平面平行的平面作为参考平面32预先登记在存储装置中。通过将与YZ平面平行的平面作为参考平面32登记在存储装置中，可在不执行步骤ST22的情况下确定旋转角度θ，从而简化步骤ST20的流程。

实施方案2

在实施方案1中，操作员在步骤ST4(参见图14)中手动设定诊断扫描的扫描范围，但在实施方案2中，将描述使用训练模型自动设定扫描范围的方法。

图26是示出了使用训练模型自动设定扫描范围的流程的图。

首先，将描述生成用于设定扫描范围的训练模型的方法。在测试受检体112之前的学习阶段期间预先创建训练模型。

在学习阶段，首先准备原始图像集W。原始图像集W包括例如通过在X射线管104定位在角度0°处时执行扫描而获取的多个侦测图像以及通过在X射线管104定位在角度90°处时执行扫描而获得的多个侦测图像。注意，如果需要，原始图像集W可包括通过在X射线管104定位在除0°和90°以外的角度处时执行扫描而获得的侦测图像。

接着，如图26所示，对原始图像集W进行预处理68。

该预处理68包括例如图像裁剪、标准化、归一化、图像反转、图像旋转、放大百分比改变和图像质量改变。通过对原始图像集W进行预处理，可获得经预处理的侦测图像的集合WA。经预处理的侦测图像的集合WA被用作用于创建训练模型的训练数据61。

接下来，训练数据61被用于训练神经网络72。对于神经网络72，例如，可使用卷积神经网络。在实施方案2中，神经网络72被训练以创建训练模型73，以便输出指示扫描范围的开始位置和结束位置的扫描范围数据。该训练模型73可被存储在存储装置218中。

因此，计算机216可使用训练模型73来推断扫描范围的开始位置和结束位置。

图26的右侧示出了使用训练模型73来推断扫描范围的流程。

在步骤ST411中，计算机216对通过侦测扫描而获得的侦测图像26和27进行预处理。

在步骤ST421中，计算机216将经预处理的侦测图像262和272作为输入图像输入到训练模型73，并且使用训练模型73来推断扫描范围的扫描开始位置和扫描结束位置。

在步骤ST431中，计算机216将经推断的扫描范围显示在侦测图像27上。图27是在显示装置上显示的侦测图像27和推断扫描范围127的示意图。

以这种方式完成流程。

在实施方案2中，基于通过将X射线管104定位在角度15°(位置P15)处而获得的侦测图像26和通过将X射线管104定位在角度105°(位置P105)处而获得的侦测图像27来推断扫描范围127。因此，即使受检体112不能在仰卧位面向正上方，而是倾斜取向，也能够基于从受检体112的脸部的前面拍摄到的侦测图像26和从受检体112的脸部的侧面直接拍摄到的侦测图像27来推断扫描范围，从而提高推断扫描范围的精度。

(3)实施方案3

在实施方案3中，提供了多个相机，并且将描述从由多个相机拍摄的相机图像中选择适于获得头部112a的旋转角度θ的相机图像的示例。

图28是示出了在实施方案3中设置在扫描室中的多个相机的图。

扫描室122配备有多个相机。在实施方案3中，将描述在扫描室122的天花板124上设置三个相机235、236和237的示例，但是可提供两个相机，或者可提供四个或更多个相机。

图29是示出了实施方案3的流程的图。

与实施方案1相比，实施方案3在步骤ST20中不同，但其他步骤与实施方案1相同。因此，在描述实施方案3时，将主要描述步骤ST20。

图30是实施方案3中的步骤ST20的说明图。

在步骤ST21中，计算机216(参见图2)从由相机235获取的受检者112的相机图像21中提取受检体112的脸部表面的多个特征点(例如，眉毛、眼睛、鼻子、嘴和颚)。另外，如图30所示，计算机216基于所提取的多个特征点来获得将受检体112的头部112a左右划分的中心平面31。在确定中心平面31之后，过程进行至步骤ST211。

在步骤ST211中，计算机216基于指示相机235的位置的位置数据和指示受检体112的头部112a的位置的位置数据来确定横穿相机235和头部112a并与Z轴方向(轴向方向)平行的平面51。注意，指示相机235的位置的位置数据是在检查受检体112之前预先获得的数据，并且被存储在存储装置(例如存储装置218)中。计算机216可从存储装置检索指示相机235的位置的位置数据。指示受检体112的头部112a的位置的位置数据是能够基于相机图像21获得的数据。因此，计算机216可确定横穿相机235和头部112a并与Z轴方向(轴向方向)平行的平面51。在确定平面51之后，过程进行至步骤ST212。

在步骤ST212中，计算机216确定由平面31和平面51形成的角度α，并且获得该角度α作为指示相机235相对于受检体112的脸部的中心平面31的安装位置的角度α。在图30中，假设α＝α1。该α＝α1被存储在存储装置(例如存储装置218)中。在确定相机235的角度α＝α1之后，还根据步骤ST21、ST211和ST212获得其他相机236和237的角度α。

图31是获得相机236的角度α的方法的说明图。

在步骤ST21中，计算机216从由相机236获取的受检者112的相机图像221中提取受检体112的脸部表面的多个特征点(例如，眉毛、眼睛、鼻子、嘴和颚)。另外，如图31所示，计算机216基于所提取的多个特征点来获得将受检体112的头部112a左右划分的中心平面311。

在步骤ST211中，计算机216基于指示相机236的位置的位置数据和指示受检体112的头部112a的位置的位置数据来确定横穿相机236和头部112a并与Z轴方向(轴向方向)平行的平面52。注意，指示相机236的位置的位置数据是在检查受检体112之前预先获得的数据，并且被存储在存储装置(例如存储装置218)中。计算机216可从存储装置检索指示相机236的位置的位置数据。指示受检体112的头部112a的位置的位置数据是能够基于相机图像221获得的数据。因此，计算机216可确定横穿相机236和头部112a并与Z轴方向(轴向方向)平行的平面52。在确定平面52之后，过程进行至步骤ST212。

在步骤ST212中，计算机216确定由平面311和平面52形成的角度α，并且获得该角度α作为指示相机236相对于受检体112的脸部的中心平面311的安装位置的角度α。在图31中，假设α＝α2。该α＝α2被存储在存储装置中。在确定相机236的角度α＝α2之后，还根据步骤ST21、ST211和ST212获得另一相机237的角度α。

图32是获得相机237的角度α的方法的说明图。

在步骤ST21中，计算机216从由相机237获取的受检者112的相机图像222中提取受检体112的脸部表面的多个特征点(例如，眉毛、眼睛、鼻子、嘴和颚)。另外，如图32所示，计算机216基于所提取的多个特征点来获得将受检体112的头部112a左右划分的中心平面312。

在步骤ST211中，计算机216基于指示相机237的位置的位置数据和指示受检体112的头部112a的位置的位置数据来确定横穿相机237和头部112a并与Z轴方向(轴向方向)平行的平面53。注意，指示相机237的位置的位置数据是在检查受检体112之前预先获得的数据，并且被存储在存储装置中。计算机216可从存储装置检索指示相机237的位置的位置数据。指示受检体112的头部112a的位置的位置数据是能够基于相机图像222获得的数据。因此，计算机216可确定横穿相机237和头部112a并与Z轴方向(轴向方向)平行的平面53。在确定平面53之后，过程进行至步骤ST212。

在步骤ST212中，计算机216确定由平面312和平面53形成的角度α，并且获得该角度α作为指示相机237相对于受检体112的脸部的中心平面312的安装位置的角度α。在图32中，假设α＝α3。该α＝α3被存储在存储装置中。

因此，相机235、236和237的角度α可分别被计算为α1、α2和α3。在计算这些角度α1、α2和α3之后，过程进行至步骤ST213。

在步骤ST213中，计算机216根据相机图像21(参见图30)、相机图像221(参见图31)和相机图像222(参见图32)来确定受检体112的头部112a的旋转角度θ，并且确定使用哪个相机图像。受检体112的头部112a的旋转角度θ是参考将受检体112的脸部左右划分的中心平面而确定的值。因此，为了尽可能精确地确定受检体112的头部112a的旋转角度θ，尽可能精确地确定将受检体112的脸部左右划分的中心平面是很重要的。由于中心平面是使用相机图像来确定，所以基于从直接定位在受检体112的脸部前面的相机获得的相机图像来确定中心平面被认为对于尽可能精确地确定中心平面是理想的。因此，在实施方案3中，在相机图像21、221和222(参见图30至图32)中，从最接近受检体112的脸部的正前方位置的相机获取的相机图像被设定为用于确定头部的旋转角度θ的相机图像。在相机235、236和237中，最接近受检体112的正前方位置的相机是角度α最小的相机。相机越接近受检体112的脸部的正前方位置，相机的角度α的值就越小。因此，通过指定角度α1、α2、α3中最小的角度，能够指定最接近受检体112的脸部的正前方位置的相机。在实施方案3中，在相机角度α1、α2、α3中，最小值为α2。因此，在相机235、236和237中，计算机216将具有角度α2的相机236指定为最接近受检体112的脸部的正前方位置的相机。另外，计算机216将由相机236获取的相机图像221(参见图31)确定为用于确定受检体112的头部112a的旋转角度θ的相机图像。在确定相机图像221之后，过程进行至步骤ST22。

在步骤ST22中，如实施方案1中所述那样，获得用于对与头部112a的形状近似的对象22进行划分的参考平面32(参见图16)。在步骤ST23中，获得根据相机图像221确定的中心平面311(参见图31)与参考平面32之间的角度来作为头部的旋转角度θ。

由于步骤ST25以及后续步骤与实施方案1或实施方案2中的那些步骤相同，因此省略其描述。

在实施方案3中，在相机图像21、221和222(参见图30至图32)中，从最接近受检体112的脸部的正前方位置的相机获取的相机图像221被设定为用于确定头部的旋转角度θ的相机图像。因此，可使用高度可靠的中心平面311作为将受检体的脸部左右划分的平面来计算头部的旋转角度θ。因此，可提高侦测图像分割的精度，并且可进一步提高通过诊断扫描获得的CT图像的质量。

在实施方案1至3中，已经描述了对受检体112的头部112a进行成像的情况。然而，本发明不限于对头部112a进行成像，并且可应用于对除头部112a以外的部位进行成像。例如，当对胸部进行成像时，可基于左右肩之间的高度差来获得胸部的取向。另外，当成像区域为腹部时，可基于腰部的左右侧的高度差来确定腹部的取向。此外，如果成像区域包括胸部和腹部，则可基于左右肩之间的高度差以及腰部的左右侧之间的高度差两者来确定成像区域的取向。

顺便提及，在实施方案1至3中，示出了使用CT装置作为医疗装置的示例。然而，本发明的医疗装置不限于CT装置，并且也可应用于用X射线源照射受检体的医疗装置(例如PET-CT装置)。

[附图标记列表]

11.项目

12、13、121、131扫描计划

16、17、26、27、161、171、261、271、262、272侦测图像

18、28、181CT图像

21.相机图像

22.对象

31、311、312中心平面

32.参考平面

40、41、42路径

51、52、53平面

60、61训练数据

68.预处理

70、72神经网络

71、73、训练模型100.CT装置102.机架

103.滤波器部分104.X射线管105.前准直器106.X射线107.开口部分108.X射线检测器112.受检体

112a头部

116.检查台118.检查台马达控制器122.扫描室124.天花板127.扫描范围202.检测器元件205.旋转轴线210.X射线控制器212.机架马达控制器214.DAS

216.计算机218.存储装置220.操作员控制台

221、222相机图像224.PACS

230.图像重建单元232.显示装置235、236、237相机