DE3751966T2

DE3751966T2 - Gerät zur bildformung

Info

Publication number: DE3751966T2
Application number: DE3751966T
Authority: DE
Inventors: Kenjiro Yokogawa Medica Fujita; Yasuro Yokogawa Medica Takiura; Yoshihiko Yokogawa Me Watanabe
Original assignee: Yokogawa Medical Systems Ltd
Current assignee: GE Healthcare Japan Corp
Priority date: 1986-12-22
Filing date: 1987-12-21
Publication date: 1997-06-12
Anticipated expiration: 2007-12-22
Also published as: JP2612440B2; EP0339091A1; EP0339091B1; WO1988004812A1; JPS63157275A; EP0339091A4; DE3751966D1

Description

TECHNISCHES GEBIET

Diese Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an Bildformungsgeräten für die rechnergestützte oder Rechner- Tomographie oder kernmagnetische Resonanz- bzw. NMR- Abbildung. Insbesondere betrifft diese Erfindung ein Bildformungsgerät, bei dem die Zeit vom Beginn der Datenerfassung bis zur Gewinnung des ersten Bilds verkürzt ist, wenn die Erfassung von Bilderzeugungsdaten und die Bilderzeugung durch ein sog. Pipeline-System parallel ausgeführt werden.

HINTERGRUND DES STANDES DER TECHNIK

Bei der Rechner-Tomographie und der NMR-Abbildung werden zunächst (erste) Daten für Bilderzeugung an (von) einem Untersuchungskörper durch Abtastung mittels Röntgenstrahlen oder kernmagnetischer Resonanz erfaßt; anschließend wird ein(e) Bild oder Abbildung unter Benutzung dieser Daten nach einem bezeichneten Algorithmus rekonstruiert. Bei der mehrfachen kontinuierlichen Abtastung des Untersuchungskörpers (detected body) zur Erfassung bzw. Gewinnung einer Vielzahl von Abtastdaten und beim jeweils ein zeln erfolgenden Rekonstruieren eines Bilds nach Maßgabe der jeweiligen Abtastdaten werden Datengewinnung und Bildrekonstruktion parallel nach einem sog. Pipeline- System ausgeführt, um den Betriebsvorgang zu beschleunigen. Dabei ist gemäß Fig. 4 ein eine große Kapazität besitzender Pufferspeicher 2 (Zwischenpuffer) in Form einer Magnetplattenvorrichtung o.dgl. zwischen ein Datengewinnungs- bzw. -erfassungsvorrichtung 1 und eine Bildrekonstruktionsvorrichtung 3 eingefügt, um eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Datengewinnungs- bzw. -erfassungsoperation und der Bildrekonstruktionsoperation zu absorbieren. Das Rekonstruktionsbild wird auf einer Anzeigevorrichtung 4 wiedergegeben. Bei dem Gerät mit dieser Ausgestaltung kann die Rekonstruktion eines Bilds durch die Bildrekonstruktionsvorrichtung erst dann gestartet werden, wenn Daten für mindestens eine Abtastung im Zwischenpuffer gesammelt sind, so daß sich aus diesem Grund die nötige Zeit bis zur Herstellung des ersten rekonstruierten Bilds verlängert. Im Gegensatz dazu wird bei einem sog. "Scan & Recon"-System die Bildrekonstruktion gleichzeitig mit dem Beginn der Abtastung gestartet, so daß die Zeit bis zur Gewinnung des ersten rekonstruierten Bilds verkürzt ist. Bei diesem System kann jedoch die nächste Abtastung erst eingeleitet werden, wenn die Bildrekonstruktion beendet ist. Demzufolge eignet sich dieses System nicht für Einsatz bei kontinuierlicher mehrfacher Abtastung mit hoher Geschwindigkeit.
Die Vorveröffentlichung PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, Vol. 6, Nr. 129 (P-128) [1007], 15. Juli 1982 & JP-A- 57 55 466, offenbart eine Speichervorrichtung, bei welcher Daten, die segmentiert und in einer Anzahl von Sektoren bzw. Segmenten auf einer Magnetplattenvorrichtung gespeichert sind, aus einem rotierenden Aufzeichnungsmedium bzw. -träger ausgelesen werden und eine Dateneinheit (one data) direkt zu einer Hauptspeichersektion als die Daten (einheit) über eine Datenauslesesteuerschaltung übertragen wird. Eine andere Dateneinheit wird einer Schieberegisterschaltung eingegeben, die eine größere Speicherkapazität als ein Speicherblock eines geteilten Sektors (oder Segments) aufweist. Die Ausgangsdaten durch diese Schieberegisterschaltung und die direkt ausgelesenen Daten werden an einer Gatter- oder Torschaltung geschaltet und zur Hauptspeichersektion übertragen. Wenn der auszulesende Sektor eine Kopfposition durchläuft, können die im Schieberegister gespeicherten Daten des durchlaufenden Sektors unmittelbar ausgelesen werden.
Ferner offenbart die Vorveröffentlichung EP-A-0 120 335 ein Gerät zum Anzeigen von Ultraschallinformation in Polarkoordinaten. Bei diesem Gerät werden Echosignale abwechselnd zwei Komplettbildspeichern mit einer zweidimensional angeordneten (arrange) Speichermatrix zugeführt. Diese Bildspeicher werden als wechselnde Zwischenspeicher betrieben, so daß eine vollständige Ultraschallabtastung angezeigt werden kann.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Bildformungsgeräts als Bilderzeugungsgerät unter Verwendung eines sog. Pipeline-Systems mit einem Zwischenpuffer zwischen einer Datengewinnungs- oder -erfassungsvorrichtung und einer Bildrekonstruktionsvorrichtung, wobei die Bildrekonstruktion gleichzeitig mit dem Beginn der Abtastung gestartet werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem im Anspruch 1 angegebenen Bildformungsgerät.
Das Bildformungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Strecke zur direkten Lieferung von Daten von einer Datengewinnungsvorrichtung zu einer Bildrekonstruktionsvorrichtung vorgesehen ist, um die ersten Abtastdaten gleichzeitig mit dem Liefern von Daten zu einem Zwischenpuffer auch zur Bildrekonstruktionsvorrichtung zu senden, so daß die Bildrekonstruktion nach Maßgabe der Abtastdaten unmittelbar gestartet werden kann.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Inden Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein veranschaulichendes Blockschaltbild einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 und 3 veranschaulichende Blockschaltbilder der anderen Ausführungsformen dieser Erfindung und
Fig. 4 ein veranschaulichendes Blockschaltbild des herkömmlichen Bildformungsgeräts.

BESTE AUSFÜHRUNGSART DER ERFINDUNG

Fig. 1 zeigt die veranschaulichende oder grundsätzliche (conceptual) Ausgestaltung einer Ausführungsform dieser Erfindung. In Fig. 1 ist eine Datengewinnungsvorrichtung 11 allgemein für rechnergestützte Tomographie- und NMR- Abbildungsgeräte vorgesehen und ausgelegt zum Erfassen oder Gewinnen von Abtastdaten durch kontinuierliche mehrmalige Abtastung eines Untersuchungskörpers unter Verwendung von Röntgenstrahlen oder kernmagnetischer Resonanz.
Die Vorrichtung enthält einen Pufferspeicher 11a mit einer zum Speichern von Daten für (von) eine(r) Abtastung. Die Abtastdaten im Pufferspeicher 11a werden zur Speicherung zu einem eine große Kapazität besitzenden Zwischenpuffer(speicher) 12 übertragen, der durch eine Magnetplatte o.dgl. gebildet ist. Die Datenübertragungsrate bzw. -quote des Zwischenpuffers 12 ist wesentlich größer als die Datengewinnungsrate der Datengewinnungsvorrichtung 11. Ein Umschalter 13 dient zum Zuführen der von der Datengewinnungsvorrichtung 11 übertragenen Daten zum Zwischenpuffer 12 oder der in letzterem gespeicherten Abtastdaten zur Bildrekonstruktionsvorrichtung 14. Der Umschalter 13 weist drei Schaltstellungen (a), (b) und (c) auf; wenn dabei der Umschalter in der Stellung (a) steht, können die von der Datengewinnungsvorrichtung 11 zum Zwischenpuffer 12 übertragenen Abtastdaten der Bildrekonstruktionsvorrichtung 14 zugeführt werden; wenn er sich in der Stellung (c) befindet, können die im Zwischenpuffer 12 gespeicherten Daten der Bildrekonstruktionsvorrichtung 14 zugespeist werden. Die Stellung (b) ist die Neutralstellung, welche den Zustand des Abschaltens der Zufuhr von Abtastdaten darstellt. Die Bildrekonstruktionsvorrichtung 14 ist allgemein in z.B. rechnergestützten Tomographiegeräten und NMR-Abbildungsgeräten vorgesehen und durch einen Spezialzweck-Rechner, der nach (mit) einem bezeichneten Algorithmus betrieben wird, realisiert. Die Bildrekonstruktionsvorrichtung 14 enthält einen Pufferspeicher 14a mit einer ausreichenden Kapazität, um Daten für eine Abtastung zu speichern. Die über den Umschalter 13 zugeführten Abtastdaten werden im Pufferspeicher 14a gespeichert und für Bildrekonstruktion bereitgestellt. Die Geschwindigkeit der Rekonstruktion eines Scheibenbilds (sheet of image) durch die Bildrekonstruktionsvorrichtung 14 ist niedriger als die Geschwindigkeit der Gewinnung von Daten für eine Abtastung durch die Datengewinnungsvorrichtung 11. Der Betrieb der Datengewinnungsvorrichtung 11, des Zwischenpuffers 12, des Umschalters 13 und der Bildrekonstruktionsvorrichtung 14 wird durch eine Steuervorrichtung oder -einheit 15 gesteuert. Eine Übertragungsstrecke für ein Steuersignal ist durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Die Steuervorrichtung 15 ist durch einen Rechner o.dgl. realisiert.
Das Bildformungsgerät mit dem beschriebenen Aufbau arbeitet wie folgt: Die Datengewinnungsvorrichtung 11 vermag Abtastdaten durch kontinuierliche mehrfache Abtastung eines Untersuchungskörpers zu erfassen bzw. zu gewinnen und die Abtastdaten über den Pufferspeicher 11a zum Zwischenpuffer 12 zu übertragen. Dabei werden die ersten Abtastdaten über den in der Stellung (a) befindlichen Umschalter 13 auch der Bildrekonstruktionsvorrichtung 14 zugeführt, um in den Pufferspeicher 14a eingeschrieben zu werden. Die Bildrekonstruktionsvorrichtung 14 beginnt die Bildrekonstruktion gleichzeitig mit dem Einschreiben von Daten in den Pufferspeicher 14a. Damit wird das erste Scheibenbild gleichzeitig mit der Lieferung der ersten Abtastdaten zum Zwischenpuffer rekonstruiert, so daß die Zeit vom Beginn der Abtastung bis zur Gewinnung des ersten Bilds im Vergleich zum herkömmlichen "Scan & Recon"- System verkürzt sein kann. Nach der Lieferung der ersten Abtastdaten vom Pufferspeicher 14a der Bildrekonstruktionsvorrichtung 14 wird der Umschalter 13 in die Stellung (b) geschaltet, um die Bildrekonstruktionsvorrichtung 14 von der Datengewinnungsvorrichtung 11 zu trennen. Da die Arbeitsgeschwindigkeit der Bildrekonstruktionsvorrichtung 14 niedriger ist als die der Datengewinnungsvorrichtung 11, befindet sich zu einem Punkt dieser Zeit die Datengewinnungsvorrichtung 11 in Prozeß der Rekonstruktion des ersten Scheibenbilds unter Heranziehung der in den Pufferspeicher 14a eingeschriebenen Abtastdaten. Während dieser Zeit werden die durch die Datengewinnungsvorrichtung 11 fortlaufend gewonnenen Abtastdaten zum Zwischenpuffer 12 übertragen, um in diesem (ab)gespeichert zu werden. Der Umschalter 13 wird jedes Mal dann, wenn die Bildrekonstruktionsvorrichtung 14 ein Scheibenbild rekonstruiert, in die Stellung (c) umgeschaltet, wobei die Daten für die nächste Abtastung aus dem Zwischenpuffer 12 zur Bildrekonstruktionsvorrichtung 14 übertragen werden, um für die nächste Bildrekonstruktion bereitgestellt zu sein. Auf diese Weise werden die Gewinnung von Abtastdaten und die Bildrekonstruktion nach dem sog. Pipeline-System durchgeführt.
Obgleich sich die obige Ausführungsform auf den Fall bezieht, in welchem sowohl die Datengewinnungsvorrichtung 11 als auch die Bildrekonstruktionsvorrichtung 14 jeweils einen Pufferspeicher für eine Abtastung enthält, ist bzw. wird dann, wenn die Datengewinnungsvorrichtung keinen Pufferspeicher enthält (vgl. Fig. 2), ein Pufferspeicher 17 zwischen die Datengewinnungsvorrichtung 16 und den Zwischenspeicher 12 eingeschaltet. Wenn weder die Datengewinnungsvorrichtung noch die Bildrekonstruktionsvorrichtung einen Pufferspeicher aufweist (vgl. Fig. 3), ist bzw. wird ferner der zweite Pufferspeicher 19 vorgesehen, um als Puffervorrichtung für die zwischen einer Bildrekonstruktionsvorrichtung 18 und der Datengewinnungsvorrichtung 16 oder dem Zwischenpuffer 12 übertragenen Daten zu dienen. In diesem Fall ist bzw. wird jeweils ein Umschalter 20 aus zwei Verblockungsvorrichtungen in einem Eingangskreis an der Seite des Pufferspeichers 19 bzw. in einem Eingangskreis an der Seite des Zwischenpuffers vorgesehen, um damit Eingangsdaten des Pufferspeichers 19 abwechselnd umzuschalten. Ferner ist selbstverständlich eine Steuervorrichtung ähnlich derjenigen im Fall von Fig. 1 bei den Geräten nach den Fig. 2 und 3 vorgesehen.

Claims

1. Bildformungsgerät mit:

- einer Datengewinnungseinrichtung (11, 16) zum Gewinnen von Abtastdaten durch Abtasten eines erfaßten Körpers,

- einem ersten Pufferspeicher (11a, 17) mit einer Speicherkapazität, die ausreichend ist, um Abtastdaten für wenigstens eine Abtastung zu speichern, in welchem durch die Datengewinnungseinrichtung (11, 16) gewonnene Abtastdaten gespeichert sind,

- einem zweiten Pufferspeicher (14a, 19) mit einer Speicherkapazität, die ausreichend ist, um Abtastdaten für wenigstens eine Abtastung zu speichern,

- einer Bildrekonstruktionseinrichtung (14, 18) zum Ausführen einer Bildrekonstruktion, und

- einer Wähleinrichtung (13, 20),

dadurch gekennzeichnet, daß

- die Datengewinnungseinrichtung (11, 16) die Abtastdaten durch mehrmaliges kontinuierliches Abtasten des erfaßten Körpers gewinnt,

- alle durch die Datengewinnungseinrichtung (11, 16) gewonnenen und über den ersten Pufferspeicher (11a, 17) übertragenen Abtastdaten in einem Zwischenpuffer (12), der ein Pufferspeicher großer Kapazität ist, gespeichert werden,

- die Bildrekonstruktionseinrichtung (14, 18) eine Bildrekonstruktion gemäß Abtastdaten ausführt, die in dem zweiten Pufferspeicher (14a, 19) gespeichert sind, und

- die Wähleinrichtung (13, 20) gestaltet ist, um den ersten Pufferspeicher (11a, 17) als eine Quelle von zu dem zweiten Pufferspeicher (14a, 19) zu übertragenden Abtastdaten zu wählen, wenn die Datengewinnungseinrichtung (11, 16) die ersten Abtastdaten gewinnt, und um den Zwischenpuffer (12) danach zu wählen.

2. Bildformungsgerät nach Anspruch 1, bei dem der erste Pufferspeicher (11a) in der Datengewinnungseinrichtung (11) enthalten ist.

3. Bildformungsgerät nach Anspruch 1, bei dem der zweite Pufferspeicher (14a) in der Bildrekonstruktionseinrichtung (14) enthalten ist.