DE4034086A1 - Producing data for specimen object - representing as vol. reproduced projection image involving pixel sealing to correct anisotropy - Google Patents

Producing data for specimen object - representing as vol. reproduced projection image involving pixel sealing to correct anisotropy

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DE4034086A1
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Harvey Ellis Cline
Siegwalt Ludke
Charles Lucian Dumoulin
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    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects

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Abstract

Producing data displayed as a volumetrically reproduced projection image of a specimen object involves detecting object data from vol. of interest voxels of the basis of selected object vol. characteristics. - Voxel positions are transformed into pixel positions in a selected projection planes. A line is directed onto the projection plane at a projection angle corresp. to the view of the object vol. Projection of data values are stored for pixels corresp. to associated voxels and anisotropy is corrected by pixel scaling.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Informationsanzeigetech­ nik und betrifft insbesondere ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung zur volumetrischen Projektionswiedergabe von sichtbaren dreidimensionalen (3D) Daten unter irgendei­ nem Winkel.The invention relates to information display technology nik and particularly concerns a new method and a new device for volumetric projection reproduction of visible three-dimensional (3D) data under any nem angle.

In der medizinischen Abbildungstechnik ist es bekannt, syn­ thetische röntgenartige Bilder des Inneren eines Probevolu­ mens (zum Beispiel eines Teils eines Patienten) zu konstru­ ieren, indem 3D-Daten unter verschiedenen Winkeln in eine Serie von Ansichten projiziert werden. Eine Filmschleife von rotierenden Projektionen kann betrachtet werden, um die Tiefenwahrnehmung zu verbessern. In einigen Fällen kann eine verbesserte Sichtbarmachung erfolgen durch Segmentie­ rung des betrachtbaren Volumens unter Verwendung eines Un­ durchsichtigkeitsmodells. Bei der Verwendung von Methoden wie sie in den US-PS 47 10 876 und 47 19 585 beschrieben sind, erzeugt jedoch die Oberflächenwiedergabe lediglich ein schattiertes Bild, das einer Photographie des Objekts gleicht. Ein volumetrisch wiedergegebenes Bild ist häufig einem Oberflächenmodell vorzuziehen, wenn Bilder eines Vo­ lumens von Interesse erzeugt werden, in denen die Gefäßmor­ phologie im Detail aus einer magnetischen Resonanz (MR)-Un­ tersuchtung betrachtet werden kann, die mit Röntgentechni­ ken vergleichbar ist. Es ist erwünscht, eine Projektionsan­ zeige mit einem Maximum an Bildelementen oder Pixels zu liefern, in der die maximale Intensität jedes Pixels längs der Sichtlinie dargeboten wird, da diese Projektionsanzeige für den Gefäßdarsteller in einer Form ist, die natürlicher als die Oberflächenanzeige ist. Leider erfordert die volumetrische Anzeige mehr Verarbeitung und ist bislang für den klinischen Gebrauch in einer MR-Abtastvorrichtung zu langsam gewesen. Es ist deshalb äußerst erwünscht, ein Ver­ fahren und eine Vorrichtung zu dessen Durchführung zu schaffen, die eine schnell verarbeitbare volumetrische me­ dizinische Abbildungsanzeige liefern.In medical imaging technology it is known to syn theoretical x-ray images of the interior of a probevolu mens (e.g. part of a patient) to construct by dividing 3D data into different angles at different angles Series of views to be projected. A film loop of rotating projections can be viewed to the Improve depth perception. In some cases segmentie improves visualization the viewable volume using an Un transparency model. When using methods as described in US Pat. Nos. 47 10 876 and 47 19 585 are, however, only creates the surface rendition a shaded image that is a photograph of the object equal. A volumetric picture is common to be preferred to a surface model if images of a Vo lumens of interest are generated in which the vascular morass phology in detail from a magnetic resonance (MR) -Un examination can be viewed using X-ray technology ken is comparable. It is desirable to have a projection show with a maximum of picture elements or pixels provide in which the maximum intensity of each pixel lengthways the line of sight is presented because this projection display  for the vascular actor in a form that is more natural than the surface display is. Unfortunately that requires volumetric display more processing and is so far for clinical use in an MR scanner been slow. It is therefore extremely desirable to have a ver drive and a device for its implementation create a quickly processable volumetric me deliver medical image display.

Gemäß der Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Liefern eines volumetrisch wiedergegebenen Projektionsbildes unter Verwendung eines Strahlrückwurfes die Schritte: Erfassen eines Satzes von Daten aus einem Objektvolumen von Inter­ esse, die aus jedem Volumenelement oder Voxel aufgrund ei­ ner ausgewählten Charakteristik dieses Objektvolumens abge­ tastet werden; Speichern der Daten für jedes Objektvoxel in einem entsprechenden Datenvolumenelement; sequentielles Ab­ tasten jedes Datenvoxels innerhalb des Datenvolumens, das dem Objektvolumen von Interesse entspricht; Projizieren je­ des abgetasteten Datenvoxels in eine Bildebene unter einem sphärischen Winkel mit Paramtern α, β, die unter einem sphärischen Winkel (R, Φ) bestimmt werden, unter welchem das Objektvolumen zu betrachten ist; Speichern eines Wertes für jedes Bildebenenpixel, der aufgrund eines ausgewählten Kri­ teriums unter den Werten von sämtlichen projizierten Daten­ voxelwerten ausgewählt wird, die auf dieses Bildebenenpixel auftreffen; und anschließend Skalieren der Abmessungen je­ des Bildebenenpixels aufgrund der Abmessungen der entspre­ chenden Objektvolumenform und des beteiligten sphärischen Projektionswinkels, um Anisotropie zu korrigieren. Die re­ sultierenden gespeicherten Bildwerte können dann bei Bedarf angezeigt werden.According to the invention includes a method of delivery a volumetrically reproduced projection image under Using a beam throw back the steps: Capture a set of data from an Inter Eat from any solid or voxel due to egg ner selected characteristic of this object volume be groped; Store the data for each object voxel in a corresponding data volume element; sequential ab probe each data voxel within the data volume that corresponds to the object volume of interest; Project ever of the scanned data voxel in an image plane under one spherical angle with parameters α, β that under a spherical angle (R, Φ) at which the Object volume is to be considered; Save a value for each image plane pixel that is based on a selected criterion teriums below the values of all projected data voxel values is selected based on this image plane pixel hit; and then scaling the dimensions each of the image plane pixel due to the dimensions of the corre sponding appropriate object volume shape and the spherical involved Projection angle to correct anisotropy. The right Resulting stored image values can then be used if necessary are displayed.

Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens beinhal­ tet: eine Speichereinrichtung zum Speichern der Objektvolu­ men-3D-Daten; eine Einrichtung zum sequentiellen Adressie­ ren von sämtlichen Objektvolumenelementen innerhalb des ausgewählten Volumens von Interesse, um die Daten zu gewin­ nen, die für das dann adressierte Voxel gespeichert sind; eine Einrichtung zum Modifizieren der sphärischen Winkelpa­ rameter (R, Φ), unter denen das Objekt zu betrachten ist, um neue sphärische Winkelparameter (α, β) eines Strahls zu gewinnen, der die Datenwerte in jedem Datenvoxel auf die Projektionsebene projiziert; eine Speichereinrichtung zum Speichern der Daten jedes projizierten Strahls, der in je­ dem Bildelement (Pixel) der Bildebene auftrifft; und eine Einrichtung zum Bestimmen, ob der projizierte Datenwert in dem Bildspeicher für dieses Pixel abzuspeichern ist.The device for performing this method include tet: a storage device for storing the object volume men 3D data; a device for sequential addressing ren of all object volume elements within the selected volume of interest to retrieve the data  nen, which are stored for the then addressed voxel; means for modifying the spherical angular pair parameters (R, Φ) under which the object is to be viewed, around new spherical angular parameters (α, β) of a beam gain the data values in each data voxel on the Projection plane projected; a storage device for Save the data of each projected beam, each in strikes the picture element (pixel) of the picture plane; and a Means for determining whether the projected data value in the image memory for this pixel is to be saved.

Es ist somit keine Umrechnung oder Interpolation des Ob­ jektvolumens in den Zwischendatenraum vor der Projektion in die Bildebene erforderlich, so daß sich größere Geschwin­ digkeit und Effizienz ergeben.It is therefore not a conversion or interpolation of the Ob volume in the intermediate data space before the projection in the image plane is required so that there is greater speed result in efficiency and efficiency.

In einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform kann bei dem Verfahren entweder mit maximaler Pixelintensitätsspei­ cherung oder mit Datenintensitätsmittelung gearbeitet wer­ den.In a currently preferred embodiment, at the method either with maximum pixel intensity reflection or working with data intensity averaging the.

Demgemäß ist es ein Ziel der Erfindung, ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung zum Strahlrückwerfen von volume­ trisch wiedergegebenen Projektionsbildern aus einem dreidi­ mensionalen Datensatz zu schaffen.Accordingly, it is an object of the invention to develop a new method and a new device for beam throwing back volume projection images from a three-dimensional picture creating a dimensional record.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden un­ ter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigtEmbodiments of the invention are un below ter described in more detail with reference to the drawings. It shows

Fig. 1 ein Schema des abgetasteten Ob­ jektvolumens von Interesse, eines zugeordneten Datenvolumens und ei­ ner Bildprojektionsebene, die bei der volumetrischen Wiedergabe ei­ ner Strahlrückwurfprojektion gemäß der Erfindung benutzt werden, Fig. 1 is a diagram of the sampled Whether jektvolumens of interest, an associated data volume and egg ner image projection plane, which are used in the volumetric playback ei ner beam discard projection according to the invention,

Fig. 2 ein Paar geometrischer 2D-Konfigu­ rationen, die gleichen Ansichten von Objekt- und Datenräumen ent­ sprechen und beim Definieren von notwendigen Skalierkonstanten hilfreich sind, Fig. 2, a pair of geometrical 2D Configu configurations, the same views of object and data spaces speak ent and are useful in defining necessary scaling constants of,

Fig. 3 ein Blockschaltbild von Einrich­ tungen zum Durchführen des Verfah­ rens nach der Erfindung zum Erzie­ len einer Maximalintensitätspro­ jektion, und Fig. 3 is a block diagram of Einrich lines for performing the method according to the invention for Erzie len a maximum intensity pro jection, and

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Teils der Vorrichtung nach Fig. 3, die abgewandelt worden ist, um eine Summen- oder Mittelwertsintensi­ tätsprojektion zu liefern. Fig. 4 is a block diagram of part of the apparatus of Fig. 3 which has been modified to provide a sum or mean intensity projection.

In einem Bildanzeigesystem zum Anzeigen von volumetrisch wiedergegebenen Projektionsbildern einer Probe 10 unter ir­ gendeinem beliebigen Betrachtungswinkel, zum Beispiel einem sphärischen Projektionswinkel, der durch Winkelparameter (R, Φ) bezeichnet wird, wobei R der Winkel ist, den eine Verlängerung 15′ eines Betrachtungsstrahls 15 mit der X-Y- Ebene bildet, und Φ der Winkel eines Strahls 15 in bezug auf die Verlängerung 15′ ist, wird ein Objektvolumen 11 durch wenigstens eine gewünschte Modalität analysiert, zum Beispiel durch eine Kernresonanz (NMR)-Abtastvorrichtung und dgl. Das Probevolumen 11 wird so abgetastet, daß eine Reihe von übereinandergestapelten, aneinandergrenzenden Scheiben oder Platten OS1, OS2,..., OSk,... erzeugt wird, von denen jede dieselbe Anzahl von Objektvolumenelementen (Voxels) OV enthält. Jedes Voxel hat ein rechteckiges Pro­ fil in der Scheibenebene (zum Beispiel der X-Y-Ebene), wo­ bei die komplementären Seiten S die gleiche Länge haben können, so daß dieses Profil quadratisch sein kann, und wo­ bei die Scheibendicke T im allgemeinen größer als die Länge jeder Seite ist. Daher enthält die erste Objektscheibe OS1 eine erste Vielzahl von Objektvoxels OVi, j, 1, wobei i und j die x-Achsen- und y-Achsen-Positionen des Voxels sind. Ebenso enthält die zweite Objektscheibe OS2 Objektvoxels OVi, j, 2. Eine beliebige Objektscheibe OSk enthält Voxels OVi j k, wobei k die z-Achsenposition dieses Voxels ist.In an image display system for displaying volumetrically reproduced projection images of a sample 10 from any viewing angle, for example a spherical projection angle denoted by angle parameters (R, Φ), where R is the angle that an extension 15 'of a viewing beam 15 is the XY plane forms, and Φ the angle of a beam 15 with respect to the extension 15 'is, an object volume 11 by analyzing at least one desired mode, for example, by a nuclear magnetic resonance (NMR) -Abtastvorrichtung and the like. the sample volume 11 is scanned in such a way that a series of stacked, adjacent disks or plates OS1, OS2, ..., OSk, ... is produced, each of which contains the same number of object volume elements (voxels) OV. Each voxel has a rectangular profile in the slice plane (for example, the XY plane), where the complementary sides S can have the same length, so that this profile can be square, and where the slice thickness T is generally larger than that Length of each side is. Therefore, the first object slice OS1 contains a first plurality of object voxels OVi, j, 1, where i and j are the x-axis and y-axis positions of the voxel. Likewise, the second object slice OS2 contains object voxels OVi, j, 2. Any object slice OS k contains voxels OVi j k , where k is the z-axis position of this voxel.

Jedes Objektvoxel OVi, j, k wird analysiert, und der Daten­ wert desselben wird in einem entsprechenden Datenvoxel DVi, j, k eines Datenvolumens 12 plaziert. Das Datenvolumen 12 ist ein einfaches kubisches i,j,k-Gitter, obgleich die Dicke jeder Objektscheibe OSk und jede Objektvoxelstirnsei­ tengröße (die Größe des Voxels in der x-y-Ebene) im allge­ meinen nicht dieselben sein werden. Das bedeutet, das Objektvolumen kann für jedes Voxel nicht nur andere x-, y- und z-Abmessungen haben, sondern auch die Gesamtzahl der Voxels in irgendeiner Abmessung braucht nicht dieselbe zu sein. Beispielsweise kann eine übliche MR-3D-Abtastung jede Scheibe mit einer 256×256-Matrix von Voxels liefern und 128 Scheiben umfassen, wobei jede Scheibendicke T in der Grö­ ßenordnung von 3 mm liegen kann, während die Seiten S jedes Voxels in dieser Scheibe 1 mm und dgl. betragen können. Es sei beachtet, daß das erneute Abtasten der 3D-Daten bei dem Umwandeln des Wertes jedes Voxels des mehrscheibigen Ob­ jektvolumens 11 in den Datenwert, der dafür in dem entspre­ chenden Voxel des Datenvolumens 12 gespeichert wird, nicht notwendig ist, obgleich die Objektvoxels keine korrekten Abmessungen haben werden, wenn sie in dem Datenraum 11 pla­ ziert werden.Each object voxel OV i, j, k is analyzed, and its data value is placed in a corresponding data voxel DV i, j, k of a data volume 12 . The data volume 12 is a simple cubic i, j, k grid, although the thickness of each object slice OS k and each object voxel face size (the size of the voxel in the xy plane) will generally not be the same. This means that the object volume can not only have different x, y and z dimensions for each voxel, but the total number of voxels in any dimension need not be the same. For example, a common MR-3D scan can provide each slice with a 256 x 256 matrix of voxels and comprise 128 slices, each slice thickness T can be of the order of 3 mm, while the sides S of each voxel in this slice 1 mm and the like. It should be noted that resampling the 3D data is not necessary when converting the value of each voxel of the multi-disc object volume 11 into the data value stored therefor in the corresponding voxel of the data volume 12 , although the object voxels are not correct Dimensions will have when they are placed in the data room 11 .

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Bild des Objekts 10 auf eine Projektionsebene 14 durch Strahlwurf auf die Bildebene 14 von einem Gitterpunkt in jedem Datenvoxel DVi, j, k aus projiziert. Der Einfachheit halber kann der Gitterpunkt beispielsweise der Datenvoxelscheitel sein, welcher dem Datenvolumenursprung am nächsten ist. Der ge­ worfene Strahl 17 verläßt den Datenraum 12 unter einem Projektionswinkel mit sphärischen Winkelparametern (α, β), die aus den Parametern der sphärischen Winkelparameter (R, Φ) transformiert werden, unter welchen der Objektraum 11 betrachtet wird. Diese beiden Winkel sind nicht dieselben, und zwar wegen der geometrischen Verzerrung, die durch die Verwendung eines kubischen Datenvolumens 12 mit einem nichtkubischen Objektvolumen 11 verursacht wird. Der proji­ zierte Strahl 17 hat jedoch eine --Ebenen-Verlängerung 17′, die einen Winkel α mit der -Achse des Datenraums bil­ det, und der Strahl 17 bildet einen Winkel β mit der Z- Achse. Daher werden die Winkel α und β durch einen weiter unten beschriebenen Rotationsprozeß bestimmt, damit sie dem Betrachten des Objektraums 11 unter dem gewünschten Betrachtungswinkel R, Φ (unter Annahme des Arbeitens mit sphärischen Koordinaten) entsprechen. Bislang ist ein Pixel 16 in der Bildebene 14 auf das Datenvolumen geworfen worden, was zur Folge hat, daß viel Berechnungszeit erfor­ derlich ist, um festzustellen, welche der Datenvolumengit­ terpunkt/Voxel-Werte für einen Strahl 17, der von diesem Pixel 16 aus geworfen wird, verarbeitet werden müssen; kom­ plexe Algorithmen waren erforderlich, um festzustellen, wie nahe bei dem geworfenen Strahl ein Gitter­ punkt/Datenvolumenvoxel sein mußte, um für jedes Pixel 16 eingeschlossen zu sein. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird jeder Strahl 17 von dem Datenvolumenvoxelgitterpunkt aus in der entgegengesetzten Richtung auf die Bildebene ge­ worfen.According to one aspect of the invention, an image of the object 10 is projected onto a projection plane 14 by throwing a beam onto the image plane 14 from a grid point in each data voxel DV i, j, k . For the sake of simplicity, the grid point, for example, may be the data voxel vertex that is closest to the data volume origin. The thrown beam 17 leaves the data space 12 at a projection angle with spherical angle parameters (α, β) which are transformed from the parameters of the spherical angle parameters (R, Φ), under which the object space 11 is viewed. These two angles are not the same because of the geometric distortion caused by using a cubic data volume 12 with a non-cubic object volume 11 . The projected beam 17 , however, has a - plane extension 17 ', which forms an angle α with the axis of the data space, and the beam 17 forms an angle β with the Z axis. Therefore, the angles α and β are determined by a rotation process described below so that they correspond to viewing the object space 11 at the desired viewing angle R, Φ (assuming working with spherical coordinates). So far, a pixel 16 in the image plane 14 has been thrown onto the data volume, with the result that a lot of computation time is required to determine which of the data volume grid point / voxel values for a beam 17 that is thrown from this pixel 16 will have to be processed; Complex algorithms were required to determine how close a lattice point / data volume voxel must be to the pixel to be included for each pixel 16 . In the method according to the invention, each beam 17 is thrown from the data volume voxel grid point in the opposite direction onto the image plane.

Während alle Strahlen 17 auf denselben Teil der Gitterebene auftreffen, wird nur denjenigen Strahlen, die in das Bildebenenpixel 16a fallen, welches betrachtet wird, ge­ stattet, zu den Daten für dieses Bildebenenpixel beizutra­ gen. Nachdem somit ein Teil des Objektvolumens 11 zum Be­ trachten gewählt worden ist und ein Betrachtungswinkel R, Φ, unter welchem dieses ausgewählte Objektvolumen zu betrach­ ten ist, wird der Datenwert in jedem Voxel des entsprechen­ den Teils des Datenvolumens unter einem gewissen Winkel α, β (der dem Betrachten des verzerrten Datenraums in bezug auf den Objektraum entspricht) auf die Bildebene geworfen. Der Datenwert in einem ersten Voxel (zum Beispiel dem Voxel DVi, 1, k) wird somit längs des Strahls 17a gemäß den gewähl­ ten Werten für R und Φ rückprojiziert. Dieser Strahl 17a trifft auf die Bildebene 14 in einer Position 18a innerhalb des Pixels 16a auf, und da das der erste Strahl ist, der auf dieses Pixel auftrifft, wird der Intensitätswert der einfallenden Daten dem (gespeicherten) gewünschten Pixel 16a zugeordnet. Für das nächste Voxel in dem Datenvolumen (zum Beispiel das Voxel DVi, 2, k) wird der zugeordnete Strahl 17b unter derselben Winkelkonfiguration (α, β) von dem Voxelgitterpunkt aus projiziert, und seine Position 18b auf der Bildebene 14 wird festgehalten. Unter der Annahme, daß die Auftreffposition 18b innerhalb des gewünschten Pi­ xels 16a ist, wird der zweite projizierte Wert (für eine Maximalpixelprojektion) mit dem nun gespeicherten ersten Wert verglichen, und der größere (intensivere) Wert wird für das Pixel 16a gespeichert. Es ist klar, daß bei einer Projektion mit gemittelter Intensität der Wert eines gegen­ wärtigen projizierten Datenvoxels zu der Summe addiert wird, die bereits für das Bildebenenpixel gespeichert ist, auf das dieser Projektionsstrahl auftrifft, und daß die Summe später durch eine gezählte Anzahl von solchen auf­ treffenden Strahlen für dieses Pixel dividiert wird. Wenn jedes Voxel in dem ausgewählten Datenvolumen sequentiell eingegeben und auf die Bildebene 14 projiziert wird, wird schließlich ein Datenvolumenvoxel (z. B. das Voxel DVi, 3, k) längs seines zugeordneten Strahls 17p projiziert und trifft nicht innerhalb des gewünschten Pixels 16a auf, so daß seine Intensitätsdaten nicht mit den Intensitätsdaten ver­ glichen werden, die gegenwärtig für das Pixel 16a gespei­ chert sind; die maximalen Intensitätsdaten für das Pixel 16a werden nun für diese Projektion der Daten bei dem be­ sonderen dreidimensionalen Sichtwinkel R, Φ festgelegt. Der Strahl 17p hat jedoch tatsächlich einen Auftreffpunkt 18p, der in ein anderes Bildebenenpixel (z. B. das Pixel 16b) fällt und mit den Intensitätsdaten verglichen wird, die darin gespeichert sind, und der größere Wert wird nach dem Vergleich in den Speicher für dieses Pixel zurückgeleitet. While all rays 17 impinge on the same part of the grating plane, only those rays that fall into the image plane pixel 16 a that is being viewed are permitted to contribute to the data for this image plane pixel. Thus, after viewing a part of the object volume 11 and a viewing angle R, Φ, under which this selected object volume is to be viewed, the data value in each voxel of the corresponding part of the data volume at a certain angle α, β (that of viewing the distorted data space with respect to the Object space corresponds) thrown onto the image plane. The data value in a first voxel (for example the voxel DVi, 1, k) is thus back-projected along the beam 17 a in accordance with the selected values for R and Φ. This beam 17 a strikes the image plane 14 in a position 18 a within the pixel 16 a, and since this is the first beam that strikes this pixel, the intensity value of the incident data is assigned to the (stored) desired pixel 16 a . For the next voxel in the data volume (for example the voxel DVi, 2, k), the associated beam 17 b is projected from the voxel grid point at the same angular configuration (α, β) and its position 18 b on the image plane 14 is recorded. Assuming that the impingement position 18 b is within the desired pixel 16 a, the second projected value (for a maximum pixel projection) is compared with the now stored first value, and the larger (more intensive) value is stored for the pixel 16 a . It is clear that in the case of a projection with averaged intensity, the value of a currently projected data voxel is added to the sum already stored for the image plane pixel to which this projection beam is incident, and that the sum later occurs by a counted number of such incident rays for this pixel is divided. If each voxel in the selected data volume is entered sequentially and projected onto the image plane 14 , a data volume voxel (e.g. the voxel DVi, 3, k) is ultimately projected along its associated beam 17 p and does not strike within the desired pixel 16 a , so that its intensity data is not aligned ver with the intensity data for the pixel 16 are present chert a vomit; the maximum intensity data for the pixel 16 a are now determined for this projection of the data at the special three-dimensional viewing angle R, Φ. The beam 17, however, actually p have an impingement point 18 p, in another image plane pixel (for. Example, the pixel 16 b) falls and is compared with the intensity data stored therein and the larger value is, after the comparison in the Memory returned for this pixel.

Es ist klar, daß alle Intensitätswerte auf null zurückge­ setzt werden, wenn eine neue Projektion erfolgen soll. Da­ her wird jedes Bildebenenpixel am Beginn einer Bildprojek­ tionsprozedur rückgesetzt, und alle Datenvolumenvoxels (in dem gesamten Raum oder in dem ausgewählten Teil, was durch den Teil des gewählten Objektvolumens 11 festgelegt wird) werden einzeln und sequentiell abgetastet; der Intensitäts­ datenwert in jedem Datenvoxel DV wird durch einen zugeord­ neten Strahl 17 projiziert, um auf der Bildebene 14 in ei­ nem Pixel 16 derselben aufzutreffen, wobei der Maximalwert in jedem Pixel mit dem gegenwärtigen Wert des Strahlenwurf- Datenvolumenvoxels verglichen wird, um das größere dersel­ ben zu bestimmen, wobei der größere Wert dann als Teil des Maximalintensitätsbildes gespeichert wird. In der Praxis wird für eine Maximalpixelprojektion der gespeicherte Maximalintensitätswert nur geändert, wenn der einem neu ge­ worfenen Strahl zugeordnete Datenvoxelwert größer als der bereits für das Bildebenenpixel, auf das der neu geworfene Strahl auftrifft, gespeicherte Datenwert ist.It is clear that all intensity values are reset to zero when a new projection is to be made. Therefore, each image plane pixel is reset at the beginning of an image projection procedure, and all data volume voxels (in the entire room or in the selected part, which is determined by the part of the selected object volume 11 ) are scanned individually and sequentially; the intensity data value in each data voxel DV is projected through an associated beam 17 to impinge on the image plane 14 in a pixel 16 thereof, the maximum value in each pixel being compared to the current value of the beam-throwing data volume voxel by the larger of these ben to determine, the larger value is then stored as part of the maximum intensity image. In practice, the stored maximum intensity value is only changed for a maximum pixel projection if the data voxel value assigned to a newly thrown beam is greater than the data value already stored for the image plane pixel which is hit by the newly thrown beam.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Daten­ projektion skaliert, und jede Anisotropie zwischen dem Ob­ jektraum und der Bildebene wird durch nur einen Satz von Berechnungen beseitigt, nachdem die Rückprojektion abge­ schlossen ist. Fig. 2 zeigt, daß, weil der Objektraum 11 ein reales Volumen ist, wogegen der Datenraum 12 ein ab­ strakter Begriff ist, es notwendig ist, das Ausmaß der Ver­ zerrung der Datenprojektion aufgrund der Darstellung des kubischen Datenvolumengitters 12 unter einem verschiedenen Winkel γ in einer ersten Ebene zu bestimmen, dann den Win­ kel ψ, unter welchem eine beliebige Betrachtungsrichtung 19 in bezug sowohl auf den Objektraum 11 als auch auf den Da­ tenraum 12 positioniert sein wird. Es ist zu erkennen, daß die scheinbaren Abmessungen jedes Voxels sich ändern wer­ den, wenn sich die effektiven Elevationswinkel ψ und γ än­ dern. Es ist weiter zu erkennen, daß, wenn das Schlank­ heitsverhältnis A (definiert als das Verhältnis der tatsächlichen Scheibendicke T in dem Objektvolumen 11 zu der tatsächlichen Pixelgröße S in demselben Objektvolumen 11) nicht eins ist (das heißt größer als eins ist, da das Objektvoxel kein kubisches Voxel ist, wie es in dem Daten­ raum 12 der Fall ist), werden die Winkel ψ und γ der Eleva­ tion nicht nur dieselben sein, sondern der effektive Elevationswinkel ψ in dem Datenraum wird nicht derselbe sein wie der tatsächliche Elevationswinkel γ in dem Objektraum. Die Rotation der Daten wird gemäß einem Objek­ televationswinkel erzielt durchAccording to another aspect of the invention, the data projection is scaled and any anisotropy between the object space and the image plane is eliminated by only one set of calculations after the rear projection is completed. Fig. 2 shows that, because the object space 11 is a real volume, whereas the data space 12 is a strict term, it is necessary to determine the extent of the distortion of the data projection due to the representation of the cubic data volume grid 12 at a different angle γ in to determine a first plane, then the win ψ angle at which an arbitrary viewing direction 19 with respect to both the object space 11 and on the as will be positioned tenraum 12th It can be seen that the apparent dimensions of each voxel change when the effective elevation angles ψ and γ change. It can further be seen that if the slenderness ratio A (defined as the ratio of the actual slice thickness T in the object volume 11 to the actual pixel size S in the same object volume 11 ) is not one (that is, greater than one), since the object voxel is not a cubic voxel, as is the case in data space 12 ), the angles ψ and γ of the elevation will not only be the same, but the effective elevation angle ψ in the data space will not be the same as the actual elevation angle γ in that Object space. The rotation of the data is achieved according to an object angle of elevation

ψ = tan-1 ((1/A) (tan[γ])).ψ = tan -1 ((1 / A) (tan [γ])).

Anschließend konnen die projizierten Daten skaliert werden, damit sie die korrekte Höhe in dem Objektraum haben, indem sämtliche projizierten Datenhöhen mit dem Elevationsskalen­ faktor multipliziert werden. Die alte projizierte Bildhöhe H kann mit einem effektiven Skalenfaktor Es korrigiert wer­ den, wobei giltThe projected data can then be scaled to have the correct height in the object space by multiplying all projected data heights by the elevation scale. The old projected image height H can be corrected with an effective scale factor E s , which applies

und für die neue Höhe gilt H′ = H · Es.and for the new height H ′ = H · E s .

Unter Verwendung der obigen Beziehung ergibt die Rotation der Datenraumwinkel (α, β) die Winkel (R, Φ), weil die Ver­ zerrung nur längs einer Achse erfolgt, so daß der Winkel R gleich dem Winkel α ist. Die Elemente der Drei-mal-drei- Rotationsmatrix (M) können bestimmt werden, und wenn die beiden beteiligten Rotationswinkel gegeben sind, können diese Beziehungen benutzt werden, um die Datenraum/Bildebene-Transformationen zu bestimmen:
X′=M1X+M2Y+M3Z+XO und
Y′=M4X+M5Y+M6Z+YO,
wobei M1-M6 die ersten beiden Zeilen der Rotationsmatrix sind (das heißt M1=-sinR, M2=cosRsinψ, M3=0, M4=-cosRsinψ, M5=-sinR sinψ und M6=cosψ), X′ und Y′ die Orte des proji­ zierten Punktes auf der Bildebene und XO und YO Bildebenen- X- und -Y-Verschiebungen (bezogen auf die X- und Y-Punkte niedrigsten Wertes), bei denen der ausgewählte Teil der Bildebene beginnt. Nach der Datenprojektion auf die Bildebene 14 wird das Bild skaliert, um die Auswirkung der anisotropen Objektvoxels zu korrigieren. Es ist zu erken­ nen, daß die Faktoren M1-M6 im voraus bei dem Beginn einer Projektion (bei gegebenem R und Φ) berechnet werden können und daß diese vorberechneten Zahlen für sämtliche Rotati­ onsberechnungen benutzt werden können.Using the above relationship, the rotation of the data space angles (α, β) gives the angles (R, Φ) because the distortion occurs only along one axis, so that the angle R is equal to the angle α. The elements of the three-by-three rotation matrix (M) can be determined, and given the two rotation angles involved, these relationships can be used to determine the data space / image plane transformations:
X ′ = M1X + M2Y + M3Z + XO and
Y ′ = M4X + M5Y + M6Z + YO,
where M1-M6 are the first two rows of the rotation matrix (i.e. M1 = -sinR, M 2 = cosRsinψ, M3 = 0, M4 = -cosRsinψ, M 5 = -sinR sinψ and M6 = cosψ), X ′ and Y ′ the locations of the projected point on the image plane and XO and YO image plane X and Y shifts (relative to the X and Y points lowest value) at which the selected part of the image plane begins. After the data projection onto the image plane 14 , the image is scaled in order to correct the effect of the anisotropic object voxels. It can be seen that the factors M1-M6 can be calculated in advance at the beginning of a projection (given R and Φ) and that these precalculated numbers can be used for all rotation calculations.

Gemäß der Darstellung in Fig. 3 kann eine Vorrichtung zur Verwendung bei diesem Verfahren eine Unterbaugruppe 20 zum Einbau in ein Abbildungssystem aufweisen. Die Unterbau­ gruppe enthält eine 3D-Datenspeichereinrichtung 22 zum Speichern von Scheibendaten, wie sie als Eingangsdaten 22a aus der Modalitätsvorrichtung empfangen werden, die das zu untersuchende Objekt abtastet. Die Daten, die jedem Objekt­ voxel zugeordnet sind, werden an der Adresse dieses Voxels gespeichert, und zwar je nach der Voxeladreßeingangsinfor­ mation, die an einem Voxeladreßeingang 22b aus der Modali­ tätsvorrichtung empfangen wird (zum Beispiel aus der Moda­ litätssteuerdatenverarbeitungseinheit (CPU) 27 und dgl.). Nachdem die Datenspeichereinrichtung gefüllt worden ist (was der Übertragung von sämtlichen verlangten Daten aus den Objektdaten 11 in das Datenvolumen 12 entspricht), wird der Objektvolumenteil von Interesse ausgewählt, und Daten, die dessen Anfangsecke und Ausdehnung in der X-, Y- und Z- Richtung festlegen, werden von der CPU 27 an einen Eingang 25a einer Adreßgeneratoreinrichtung 25 abgegeben. Die Ein­ richtung 25 liefert sequentiell an einem Adreßausgang 25b die X,Y,Z-Adresse jedes Voxels innerhalb des ausgewählten Objektvolumens. Diese sequentielle Aufeinanderfolge von X,Y,Z-Voxeladressen an dem Ausgang 25b wird an einen Aus­ gangsdatenadreßeingang 22c der Datenspeichereinrichtung 22 abgegeben, was zur Folge hat, daß die gespeicherten Inten­ sitätsdaten für dieses eine Voxel dann adressiert werden, um an dem Datenspeichereinrichtungsausgang 22d abgegeben zu werden. Die Sequenz von X,Y,Z-Voxeladressen wird außerdem an einen ersten Eingang 30a einer Rotationsparameterberech­ nungseinrichtung 30 abgegeben, die die α, β-Winkelinforma­ tion über den Systemcomputer (CPU 27 od.dgl.) als die be­ rechneten Werte der Matrixelemente M1-M6 empfängt, um an einem Ausgang 30c die Adresse X′,Y′ des Bildebenenpixels abzugeben, das diesem Objekt-X,Y,Z-Pixel entspricht, wenn es unter einem ausgewählten Betrachtungswinkel R, Φ betrach­ tet wird. Die Betrachtungswinkel-R, Φ-Information wird in das System eingegeben und durch die CPU 27 verarbeitet, und die Ergebnisse werden in Eingänge 35b und 35c einer Be­ trachtungsmatrixeinrichtung 35 eingegeben, um die Matrixe­ lemente M1-M6 an deren Ausgang 35a abzugeben und in die Ro­ tationseinrichtung 30 einzugeben. Die Bildebenenpixeladres­ se X′,Y′ erscheint an einem Adreßeingang 40a eines Einzel­ bildpuffers, der als Bildebenenspeichereinrichtung 40 dient. Gleichzeitig erscheinen die Intensitätsdaten, die aus dem Datenraum in die Projektionsebene projiziert wer­ den, an einem Neudateneingang 40b der Bildebenenspeicher­ einrichtung aus dem Ausgang 22d der 3D-Datenspeicherein­ richtung 22. Diese Daten erscheinen außerdem an dem Neuda­ teneingang 45a einer Datenkomparatoreinrichtung 45. Inten­ sitätsdaten, die zuvor in der Bildebenenspeichereinrichtung 40 für diese Adresse an dem Eingang 40a abgespeichert wor­ den sind, erscheinen an einem Altdatenausgang 40c und wer­ den von da aus an einen Altdateneingang 45b der Komparator­ einrichtung 45 abgegeben. Die alten und neuen Daten an den Eingängen 45b bzw. 45a werden in der Komparatoreinrichtung 45 verglichen, und ein Ausgangssignal 45c derselben wird mit einem ausgewählten Signalwert freigegeben (zum Beispiel einem H-Signalwert), wenn die neuen Daten an dem Eingang 45a eine größere Amplitude haben als die alten Daten an dem Eingang 45b. Das Ausgangssignal 45c wird an einen Substitu­ tionssteuereingang 40d der Bildebenenspeichereinrichtung 40 angelegt, damit die Daten, die an der durch den Eingang 40a gesteuerten Adresse gespeichert sind, geändert werden, um die neuen Daten an dem Eingang 40b aufzunehmen, wenn das Signal an dem Substitutionsdatensteuereingang 40d auf dem ausgewählten Signalwert ist. Daher werden die gespeicherten Daten am Anfang rückgesetzt, zum Beispiel durch ein Signal über einen Daten/Steuerung-Eingang 40e (aus der CPU 27), und die Daten mit größter Intensität werden für jede Bildebenenpixelstelle X′,Y′ aufgrund eines Vergleiches ge­ speichert, der angibt, daß die neuen Daten den Wert der früher gespeicherten alten Daten übersteigen. Nachdem sämt­ liche ausgewählten Adressen durch den Adreßgenerator 25 se­ quentiell abgetastet worden sind, werden die in der Bildebenenspeichereinrichtung 40 gespeicherten Daten in der CPU 27 skaliert, und die skalierten Bildebenendaten können der Speichereinrichtung 40 zur Anzeige, zur dauerhaften Speicherung oder dergleichen Zwecke entnommen werden.As shown in Fig. 3, an apparatus for use in this method may have to be installed in an imaging system, a sub-assembly 20. The sub-assembly contains a 3D data storage device 22 for storing disk data as they are received as input data 22 a from the modality device, which scans the object to be examined. The data associated voxel each object is stored at the address of that voxel, namely mation depending on the Voxeladreßeingangsinfor that b at a Voxeladreßeingang 22 is received tätsvorrichtung from the Modali (for example, from the Moda formality control data processing unit (CPU) 27 and Like.). After the data storage device has been filled (which corresponds to the transfer of all requested data from the object data 11 into the data volume 12 ), the object volume part of interest is selected, and data that shows its starting corner and extent in the X-, Y- and Z- Determine direction are output by the CPU 27 to an input 25 a of an address generator device 25 . The device 25 delivers sequentially at an address output 25 b the X, Y, Z address of each voxel within the selected object volume. This sequential sequence of X, Y, Z voxel addresses at the output 25 b is given to an output data address input 22 c of the data storage device 22 , with the result that the stored intensity data for this one voxel is then addressed to the data storage device output 22 d to be delivered. The sequence of X, Y, Z voxel addresses is also output to a first input 30 a of a rotation parameter calculation device 30 , which the α, β angle information via the system computer (CPU 27 or the like) as the calculated values of the matrix elements M1-M6 receives in order to output at an output 30 c the address X ', Y' of the image plane pixel, which corresponds to this object X, Y, Z pixel, when viewed at a selected viewing angle R,,. The viewing angle-R, Φ information is inputted into the system and processed by the CPU 27, and the results are in inputs 35 b and 35 c of a Be trachtungsmatrixeinrichtung 35 input to the matrixes M1-M6 ELEMENTS at whose output 35 a dispense and enter into the ro tationseinrichtung 30 . The image plane pixel addresses se X ', Y' appears at an address input 40 a of a single image buffer, which serves as the image plane storage device 40 . At the same time, the intensity data, which is projected from the data space into the projection plane, appears at a new data input 40 b of the image plane memory device from the output 22 d of the 3D data memory device 22 . These data also appear at the new input 45 a of a data comparator device 45 . Inten sitätsdaten, previously stored in the image plane memory 40 for that address at the input 40 a wor the given are to appear on a Altdatenausgang 40 c and who means the b from there to a comparator 45 of the Altdateneingang 45th The old and new data at the inputs 45 b and 45 a are compared in the comparator device 45 , and an output signal 45 c of the same is released with a selected signal value (for example an H signal value) when the new data at the input 45 a have a larger amplitude than the old data at the input 45 b. The output signal is c 45 tion control input to a Substitu 40 of the image plane memory 40 d is applied so that the data on the stored through the input 40 a controlled address to be changed to the new data at the input 40 b receive, when the signal at the substitution data control input 40 d is on the selected signal value. Therefore, the stored data is reset at the beginning, for example, by a signal via a data / control input 40 e (from the CPU 27 ), and the data with the greatest intensity is stored for each image plane pixel location X ', Y' based on a comparison , which indicates that the new data exceeds the value of the previously stored old data. After all different classes of selected addresses have been scanned by the address generator 25 are sequentially, the data stored in the image plane memory device 40 data on the CPU will be scaled 27, and the scaled image plane data can be the storage means 40 for display, are taken for permanent storage or similar purposes.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung brauchen Pixel­ projektionen nicht benutzt zu werden. Fig. 4 zeigt einen modifizierten Vorrichtungsteil 20′, in welchem die Daten­ komparatoreinrichtung 45 durch eine Datenaddiereinrichtung 50 ersetzt worden ist. Die mittlere Intensität jedes Bildebenenpixels wird durch folgende Methode gefunden: für jede Objektvolumenvoxeladresse X,Y,Z werden neue Daten an einen ersten Eingang 50a der Addiereinrichtung 50 angelegt. Gleichzeitig damit erscheint die rotierte Adresse als ent­ sprechende Bildebenenadresse X′,Y′ an der Bildebenenspei­ chereinrichtungsadresse 40a. Das Erscheinen von neuen Adreßdaten wird durch eine Triggereinrichtung 52 erfaßt, um ein Substitutionsdatensignal an einem Eingang 40d zu lie­ fern. Dieses Signal erscheint mit einer ausreichenden Ver­ zögerung, so daß die früher gespeicherten Daten aus der Speichereinrichtung 40, die an einem Datenausgang 40c der­ selben verfügbar sind, an einen zweiten Eingang 50b der Ad­ diereinrichtung 50 angelegt worden sind, und die Summe der neuen und gespeicherten Daten ist nun an dem Dateneingang 40b der Bildebenenspeichereinrichtung 40 verfügbar. Die summierten Daten werden in der Einrichtung 40 für dieses Pixel der Bildebene gespeichert, bis sämtliche Objektvolu­ menvoxels in dem Volumen von Interesse abgetastet worden sind und ihren Beitrag zu den zugeordneten Pixels der Bildebene geleistet haben. Die Bildebenenpixelsummenwerte werden nun durch die CPU über den Dateneingang 40e der Speichereinrichtung 40 gemäß der Anzahl von Additionen für jedes Bildebenenpixel (welche eine Zahl ist, die durch Ad­ dieren der Aktivierungen des Eingangs 40d für jedes Pixel erzielt und ebenfalls in der Bildebenenspeichereinrichtung 40 gespeichert wird) verarbeitet, um die mittlere Intensi­ tät für jedes Bildebenenpixel zur Anzeige, Speicherung und dgl. zu ermitteln. According to another aspect of the invention, pixel projections need not be used. Fig. 4 shows a modified device part 20 ', in which the data comparator device 45 has been replaced by a data adding device 50 . The average intensity of each image plane pixel is found by the following method: for each object volume voxel address X, Y, Z new data are applied to a first input 50 a of the adder 50 . At the same time, the rotated address appears as a corresponding image plane address X ′, Y ′ at the image plane memory device address 40 a. The appearance of new address data is detected by a trigger device 52 in order to supply a substitution data signal at an input 40 d. This signal appears with a sufficient delay, so that the previously stored data from the memory device 40 , which are available at a data output 40 c of the same, have been applied to a second input 50 b of the ad dier device 50 , and the sum of the new ones and stored data is now available at the data input 40 b of the image plane storage device 40 . The summed data is stored in the device 40 for this pixel of the image plane until all object volumes of menvoxels in the volume of interest have been scanned and have contributed to the associated pixels of the image plane. The image plane pixel sum values are then the number of additions for each image plane pixel (which is determined by the CPU via the data input 40 e of the memory device 40 in accordance with a number stored in ad decode the activations of input 40d obtained for each pixel and also in the image plane memory means 40 is processed) to determine the average intensity for each image plane pixel for display, storage and the like.

Claims (19)

1. Verfahren zum Liefern von Daten, die als ein volume­ trisch wiedergegebenes Projektionsbild eines Probeobjekts anzeigbar sind, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
  • a) Erfassen der Objektdaten aus jedem Voxel eines Volumens von Interesse aufgrund einer ausgewählten Charakteri­ stik dieses Objektvolumens;
  • b) Transformieren des Objektvoxelortes in einen Ort eines Pixels in einer gewählten Projektionsebene;
  • c) Rückwerfen eines Strahls aus jedem Voxel in einem Da­ tenvolumen, das dem Objektvolumen von Interesse ent­ spricht, auf die Projektionsebene unter einem Projekti­ onswinkel, der einem Projektionswinkel entspricht, wel­ cher zum Betrachten des Objektvolumens ausgewählt wor­ den ist;
  • d) Speichern eines Projektionsdatenwertes für jedes Bildebenenpixel aufgrund eines ausgewählten Kriteriums aus den Werten von sämtlichen projizierten Datenvoxels, die auf ein besonderes Bildebenenpixel auftreffen; und
  • e) anschließendes Skalieren der Abmessungen jedes Bildebe­ nenpixels aufgrund der Abmessungen des entsprechenden Objektvoxels und des beteiligten Projektionswinkels, um Anisotropie zu korrigieren.
1. Method for delivering data that can be displayed as a volumetrically reproduced projection image of a test object, characterized by the following steps:
  • a) capturing the object data from each voxel of a volume of interest based on a selected characteristic of this object volume;
  • b) transforming the object voxel location into a location of a pixel in a selected projection plane;
  • c) throwing back a beam from each voxel in a data volume corresponding to the object volume of interest onto the projection plane at a projection angle corresponding to a projection angle selected for viewing the object volume;
  • d) storing a projection data value for each image plane pixel based on a selected criterion from the values of all projected data voxels that impinge on a particular image plane pixel; and
  • e) then scaling the dimensions of each image plane pixel based on the dimensions of the corresponding object voxel and the projection angle involved in order to correct anisotropy.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt b die Schritte beinhaltet:
Auswählen eines Betrachtungswinkels, unter welchem das Ob­ jektvolumen zu betrachten ist;
Transformieren des Betrachtungswinkels in einen Satz von Winkeln, unter welchem jeder Datenvoxelstrahl zurück auf die Bildebene projiziert wird; und
Projizieren jedes Datenvoxelortes auf die Bildebene unter Verwendung der projizierten Winkel.2. The method according to claim 1, characterized in that step b includes the steps:
Selecting a viewing angle at which the object volume is to be viewed;
Transforming the viewing angle into a set of angles at which each data voxel beam is projected back onto the image plane; and
Project each data voxel location onto the image plane using the projected angles. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes projizierte Objektvoxel (X,Y,Z) auf die Bildebene an einem x-Achsenort X′ und einem y-Achsenort Y′ auftrifft, die gegeben sind durch:
X′=M1+M2Y+M3Z+XO,
bzw.
Y′=M4X+M5Y+M6Z+YO,
wobei M1-M6 Glieder der ersten beiden Zeilen einer 3×3-Ro­ tationsmatrix sind, welche die Beziehung zwischen dem Ob­ jektvolumen und der Bildebene beschreibt, und wobei XO und YO Verschiebungen gegenüber dem Bildebenenursprung sind.3. The method according to claim 2, characterized in that each projected object voxel (X, Y, Z) strikes the image plane at an x-axis location X 'and a y-axis location Y', which are given by:
X ′ = M1 + M2Y + M3Z + XO,
respectively.
Y ′ = M4X + M5Y + M6Z + YO,
where M1-M6 are terms of the first two rows of a 3 × 3 rotation matrix that describes the relationship between the object volume and the image plane, and wherein XO and YO are displacements from the image plane origin. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrachtungswinkel durch sphärische Winkelparame­ ter(R, Φ) angegeben wird.4. The method according to claim 3, characterized in that the viewing angle through spherical angle parameters ter (R, Φ) is specified. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Matrixglieder M1-M6 gilt M1=-sinR, M2=cosR, M3=0, M4=-cosRsinψ, M5=-sinRsinψ und M6=cosψ, wobei ψ ein Winkel ist, der sich auf eine Elevation des Objektvolumens in be­ zug auf den Betrachtungswinkel bezieht.5. The method according to claim 4, characterized in that for the matrix elements M1-M6 applies M1 = -sinR, M2 = cosR, M3 = 0, M4 = -cosRsinψ, M5 = -sinRsinψ and M6 = cosψ, where ψ is an angle is based on an elevation of the object volume in be train refers to the viewing angle. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel ψ=tan-1((1/A)tan γ)γ ist, wobei γ ein Elevationsvwinkel des Objektvolumens und A ein Schlankheitsverhältnis einer tatsächlichen Objektscheibendicke T zu einer tatsäch­ lichen Objektvoxelseite S ist.6. The method according to claim 5, characterized in that the angle ψ = tan -1 ((1 / A) tan γ) γ, where γ is an elevation angle of the object volume and A is a slenderness ratio of an actual object pane thickness T to an actual object voxel side S. is. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schritt e den Schritt beinhaltet, jede Objektvoxelhöhe H mit einem effektiven Skalenfaktor Es zu multiplizieren, um eine skalierte Höhe H′ eines zugeord­ neten Pixels in der Bildebene zu erzielen.7. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the step e includes the step of multiplying each object voxel height H by an effective scale factor E s in order to achieve a scaled height H 'of an assigned pixel in the image plane . 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ist, wobei γ ein Elevationswinkel in dem Objektvolumen und A ein Schlankheitsverhältnis einer tatsächlichen Objektscheibendicke T zu einer tatsächlichen Objektvoxelseite S ist.8. The method according to claim 7, characterized in that where γ is an elevation angle in the object volume and A is a slenderness ratio of an actual object pane thickness T to an actual object voxel side S. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schritt d den Schritt beinhaltet, Ma­ ximalintensitätsdaten zur Speicherung in jedem Bildebenen­ pixel zu gewinnen.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized ge indicates that step d includes the step, Ma x intensity data for storage in each image plane pixel to win. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schritt d den Schritt beinhaltet, mittlere Intensitätsdaten zur Speicherung in jedem Bildebe­ nenpixel zu gewinnen.10. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized ge indicates that step d includes the step medium intensity data for storage in each image plane win nenpixel. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt a den Schritt beinhaltet, Daten durch die Verwendung einer Kernresonanztechnik zu er­ fassen.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized characterized in that step a includes the step Data through the use of a nuclear magnetic resonance technique grasp. 12. Vorrichtung zum Liefern von Daten, die als ein volume­ trisch wiedergegebenes Projektionsbild eines Probeobjekts anzeigbar sind, gekennzeichnet durch:
eine erste Einrichtung (25) zum Liefern einer sequentiellen Serie von Adressen innerhalb eines ausgewählten Objektvolu­ mens von Interesse;
eine 3D-Datenspeichereinrichtung (22) zum Speichern von Da­ ten an einer Vielzahl von Adressen, die jeweils einem Voxel einer Vielzahl von Scheiben des Probeobjekts in einem Ob­ jektvolumen entsprechen, welche dieses Voxel durch eine ausgewählte Modalität kennzeichnen, und außerdem zum Abge­ ben der Daten für jedes adressierte Voxel aufgrund des Emp­ fangs der Adresse desselben aus der ersten Einrichtung (25);
eine Einrichtung (30) zum Rotieren eines Satzes von Ein­ gangsbetrachtungswinkelparametern und der Adresse, die dann von der ersten Einrichtung (25) abgegeben wird, um die Adresse eines entsprechenden Pixelortes zu gewinnen, in welchem die Daten aus dem dann adressierten Objektvoxel auf eine Projektionsbildebene (14) auftreffen werden;
eine Bildebenenspeichereinrichtung (40) zum Speichern an jeder Adresse einer Vielzahl von Adressen, die jeweils ei­ fem Pixel der Bildebene entsprechen, von in diese eingege­ benen Bilddaten; und
eine Einrichtung (45) zum Verarbeiten der Daten aus der 3D- Speichereinrichtung (22) gemäß einem vorgewählten Algorith­ mus, bevor die verarbeiteten Daten in der Bildebenenspeichereinrichtung (40) gespeichert werden, wo­ bei die Verarbeitungseinrichtung (45) eine Anzeige von an­ zeigbaren Daten liefert, nachdem sämtliche verarbeiteten Daten in der Bildebenenspeichereinrichtung (40) abgespei­ chert worden sind.12. Device for supplying data that can be displayed as a volumetrically reproduced projection image of a test object, characterized by:
first means ( 25 ) for providing a sequential series of addresses within a selected object volume of interest;
a 3D data storage device ( 22 ) for storing data at a plurality of addresses, each of which corresponds to a voxel of a plurality of slices of the sample object in an object volume, which identify this voxel by a selected modality, and also for outputting the data for each addressed voxel based on the receipt of its address from the first device ( 25 );
means ( 30 ) for rotating a set of input viewing angle parameters and the address which is then provided by the first means ( 25 ) to obtain the address of a corresponding pixel location in which the data from the object voxel then addressed is projected onto a projection image plane ( 14 ) will hit;
image plane storage means ( 40 ) for storing, at each address, a plurality of addresses each corresponding to one pixel of the image plane, of image data input thereto; and
means ( 45 ) for processing the data from the 3D storage device ( 22 ) according to a preselected algorithm before the processed data are stored in the image plane storage device ( 40 ), where the processing device ( 45 ) provides a display of data which can be displayed after all processed data has been stored in the image plane storage device ( 40 ). 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildebenenspeichereinrichtung (40) rückgesetzt wird, bevor eine Sequenz von Adressen durch die erste Ein­ richtung (25) abgegeben wird.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the image plane memory device ( 40 ) is reset before a sequence of addresses by the first device ( 25 ) is released. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung (45) eine Einrichtung ent­ hält, um in der Bildebenenspeichereinrichtung (40) den grö­ ßeren von a) einem Wert von Daten, die aus der 3D-Speicher­ einrichtung (22) neu abgegeben werden, und b) einem Daten­ wert, der bereits in der Bildebenenspeichereinrichtung (40) für ein besonderes Pixel gespeichert ist, für jedes Voxel, das projiziert wird, um auf dieses Bildebenenpixel aufzu­ treffen, festzuhalten.14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the processing device ( 45 ) includes a device ent in the image plane memory device ( 40 ) the larger of a) a value of data from the 3D memory device ( 22 ) new and b) record a data already stored in the image plane storage means ( 40 ) for a particular pixel for each voxel projected to hit that image plane pixel. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Festhalteeinrichtung (45) eine Datenkomparatorein­ richtung aufweist, welche den Datenwert, der bereits in der Bildebenenspeichereinrichtung (40) gespeichert ist, für den Datenwert empfängt, der dann von der 3D-Speichereinrichtung (22) abgegeben wird, und bewirkt, daß die Bildebenenspei­ chereinrichtung (40) von den beiden eingegebenen Datenwer­ ten den größeren speichert. 15. The apparatus according to claim 14, characterized in that the holding device ( 45 ) has a data comparator device which receives the data value, which is already stored in the image plane storage device ( 40 ), for the data value, which is then from the 3D storage device ( 22nd ) is output, and causes the image plane memory device ( 40 ) to store the larger of the two entered data values. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildebenenspeichereinrichtung (40) die bereits ge­ speicherten Daten nur ersetzt, wenn der Datenwert, der dann von der 3D-Speichereinrichtung (22) abgegeben wird, größer als der gespeicherte Datenwert ist.16. The apparatus according to claim 15, characterized in that the image plane storage device ( 40 ) only replaces the data already stored if the data value which is then output by the 3D storage device ( 22 ) is greater than the stored data value. 17. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung eine Einrichtung (50) ent­ hält zum Aufsummieren und anschließenden Speichern in der Bildebenenspeichereinrichtung (40) eines Wertes von jeweils von der 3D-Speichereinrichtung (22) neu abgegebenen Daten und einem Datenwert, der bereits in der Bildebenenspeicher­ einrichtung (40) für ein besonderes Pixel gespeichert ist und außerdem zum Speichern der Anzahl von Summationen, die für jedes Pixel ausgeführt werden, wobei die Summationsda­ ten, die für jedes Bildebenenpixel gespeichert werden, durch die Anzahl der Summationen für dieses Pixel dividiert werden, nachdem sämtliche Adressen in einer Sequenz durch die Adreßlieferinrichtung geliefert worden sind, um einen mittleren Datenwert für dieses Pixel zu gewinnen.17. The apparatus according to claim 13, characterized in that the processing device includes a device ( 50 ) ent for adding up and then storing in the image plane memory device ( 40 ) a value of data newly output by the 3D memory device ( 22 ) and a data value, which is already stored in the image plane memory device ( 40 ) for a particular pixel and also for storing the number of summations which are carried out for each pixel, the summation data being stored for each image plane pixel by the number of summations for this pixel Pixels are divided after all addresses in a sequence have been supplied by the address provider to obtain an average data value for that pixel. 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, gekenn­ zeichnet durch eine CPU-Einrichtung (27) zum Skalieren der Bildebenenspeichereinrichtungsdaten, welche jede Objektvo­ xelhöhe H darstellen, mit einem effektiven Skalenfaktor Es, um eine skalierte Höhe H′ eines zugeordneten Pixels in der Bildebene zu gewinnen.18. Device according to one of claims 11 to 17, characterized by a CPU device ( 27 ) for scaling the image plane memory device data, which represent each object voxelhöhe H, with an effective scale factor E s by a scaled height H 'of an assigned pixel in the image plane to win. 19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der effektive Skalenfaktor Es=sqrt((Acosγ)2+sin2q) ist, wobei γ ein Elevationswinkel in dem Objektvolumen und A ein Schlankheitsverhältnis einer tatsächlichen Objektscheiben­ dicke T zu einer tatsächlichen Objektvoxelseite S ist.19. The apparatus according to claim 18, characterized in that the effective scale factor E s = sqrt ((Acosγ) 2 + sin 2 q), where γ is an elevation angle in the object volume and A is a slenderness ratio of an actual object slice thickness T to an actual object voxel side S is.
DE4034086A 1989-10-30 1990-10-26 Producing data for specimen object - representing as vol. reproduced projection image involving pixel sealing to correct anisotropy Withdrawn DE4034086A1 (en)

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