JP2001008920A

JP2001008920A - 非平面像の最大強度投影を行う方法及び装置

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Publication number: JP2001008920A
Application number: JP2000139292A
Authority: JP
Inventors: Harvey Ellis Cline; ハーベイ・エリス・クライン; Christopher Judson Hardy; クリストファー・ジュードソン・ハーディー; Charles Lucian Dumoulin; チャールズ・ルシアン・ドォモウリン
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1999-05-14
Filing date: 2000-05-12
Publication date: 2001-01-16
Also published as: EP1052522A2; EP1052522A3; DE60031478D1; DE60031478T2; US6211674B1; EP1052522B1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】非平面物体に対応する３次元データ点配列の
非平面部分の像を作成するイメージング方法及びシステ
ムを提供する。【解決手段】イメージングされる物体２５０の少なく
とも一部を含んでいる少なくとも２つの異なる中間的イ
メージング平面を選択する工程と、各々の中間的平面を
垂直方向から見た断面像２８０′、２８２′、２８４′
を作成する工程と、観察用平面を選択する工程と、観察
用平面に断面像を投影して移行用の値の集合２８０″、
２８２″、２８４″を作成する工程と、移行用の値の集
合を結合して表示装置の各々のピクセルの値を作成する
工程とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、核磁気共鳴（ＮＭ
Ｒ）イメージング方法及びシステムに関し、より具体的
には、彎曲した非平面的な血管の最大強度投影像を作成
する方法及び装置に関する。

【０００２】本発明は、３次元のデータ点の配列を作成
し、次いで、この配列を用いて２次元画面上で観察する
ための像を作成するイメージング手法（例えば、ＮＭ
Ｒ、陽電子放出断層撮影法すなわちＰＥＴ、コンピュー
タ断層撮影法すなわちＣＴ等）に用いることができる。
説明を単純化するために、ＮＭＲシステムを例として本
発明を記述する。

【０００３】

【従来の技術】磁気モーメントを有する任意の核は、核
が置かれている磁場の方向に整列しようとする。しかし
ながら、このときに、核は、磁場の強度及び特定の核種
の特性（核の磁気回転定数γ）に依存する特有の角周波
数（ラーモア周波数）で磁場の方向の周りを歳差運動す
る。この現象を示す核は「スピン」と呼ばれる。

【０００４】ＮＭＲイメージングを用いて多くの異なる
組織サンプル及び様々な物体を検査することができる
が、単純化するために、患者の体内を通り患者の心臓を
含む軸交差（transaxial）ボリュームを例として本発明
を記述する。このボリュームを、ここでは、関心領域と
呼ぶ。加えて、ＮＭＲイメージング・システムは、デカ
ルト座標のｘ軸、ｙ軸及びｚ軸を有する３次元イメージ
ング（撮像）域を含んでおり、患者は、患者の身長（即
ち、頭から足へ）がｚ軸に沿った軸を画定している状態
でこのイメージング域内に配置されているものとする。

【０００５】関心領域が一様の磁場（分極磁場Ｂ₀）に
さらされると、領域内のスピンの個々の磁気モーメント
は、この分極磁場に沿って整列しようとするが、各スピ
ン特有のラーモア周波数でランダムに磁場の方向の周り
を歳差運動する。分極磁場の方向に沿って正味の磁気モ
ーメントＭ_zが生じるが、垂直な平面、即ち横方向平面
（ｘｙ平面）内のランダムに配向した磁気成分は、互い
に相殺し合う。

【０００６】しかしながら、関心領域が、ｘｙ平面内に
存在すると共にラーモア周波数に近い磁場（励起磁場Ｂ
₁）にさらされると、整列した正味のモーメントＭ_zが
ｘｙ平面に向かって「傾斜」して、ｘｙ平面内でラーモ
ア周波数で回転又はスピンする正味の横（方向）磁気モ
ーメントＭ_tを発生する。

【０００７】この現象の実用的な値は、励起信号Ｂ₁を
停止させた後に、励起されたスピンによって放出される
信号に含まれている。放出された信号は、この信号を発
生するスピンの少なくとも１つの物理的特性、典型的に
は様々な物理的特性の関数であるので、放出された信号
を検査することにより、スピンの特性を決定することが
できる。これら放出されたＮＭＲ信号は、ディジタル化
されると共に、ＮＭＲデータ集合を作成するように処理
される。

【０００８】ＮＭＲデータ集合が有用であるためには、
検知された各々のＮＭＲ信号の発生点を知る必要があ
る。ＮＭＲ信号の発生点を決定するために、各々のＮＭ
Ｒ信号は、空間情報を含めてエンコードされる。位置エ
ンコード手法の一例に「スピン・ワープ」と一般に呼ば
れているものがある。この手法は、Physics in Medicin
e and Biology誌、第２５巻、第７５１頁〜第７５６頁
（１９８０年）のW. A. Edelstein等による「スピン・
ワープＮＭＲイメージング及び人体の全身イメージング
への応用（Spin Warp NMR Imaging and Applications t
o Human Whole-BodyImaging）」で議論されており、本
論文はここに参照されるべきものである。

【０００９】スピン・ワープ法では、分極磁場Ｂ₀と同
じ方向を有しており且つｘ軸、ｙ軸及びｚ軸に沿ってそ
れぞれ勾配を有する３つの勾配磁場（Ｇ_x、Ｇ_y及びＧ
_z）を用いることにより特殊なエンコードが行われる。
各々のＮＭＲサイクルにおいてこれらの勾配の強度を制
御することにより、スピン励起の空間分布を制御するこ
とができ、得られるＮＭＲ信号の発生点を識別すること
ができる。

【００１０】一般に有用な取得手法に、スライス法又は
２次元法として知られているものがある。この手法で
は、関心領域のいくつかの単一の軸交差スライスの各々
についてＮＭＲデータを連続して取得し、次いで、各ス
ライスを共に「積み重ね」て、３次元データ集合を作成
する。

【００１１】信号のｚ軸発生源を決定するためには、ス
ライス・データ取得時の信号発生が、勾配磁場Ｇ_zを用
いて、１回につき関心領域の特定の１つの軸交差スライ
スに限定される。この目的のために、スピンのラーモア
周波数Ｆを次のように表現することができる。

【００１２】Ｆ＝（Ｂ₀＋Ｂ_z）γ （１）ここで、Ｂ_zは本質的に、関心領域の特定の軸交差スラ
イス内での勾配Ｇ_zの強度である。勾配磁場強度はｚ軸
に沿って変化するので、各々のｚ軸スライスが異なるラ
ーモア周波数Ｆを有する。励起信号Ｂ₀が特定の励起周
波数で供給されると、励起周波数にある「選択された」
ｚ軸スライス内のスピンのみが傾斜する。従って、励起
信号Ｂ₀をオフにすると、選択されたｚ軸スライス内の
スピンのみがＮＭＲ信号を発生する。

【００１３】ｘ軸に沿ってＮＭＲ信号を空間エンコード
するためにも類似の手法が用いられる。この目的のため
には、単一の励起信号Ｂ₀周波数を供給するのではな
く、小範囲の周波数にある励起信号Ｂ₀を供給する。ｘ
軸勾配Ｇ_xは十分に小さいので、ｘ軸に沿って位置する
全てのスピンが、この励起信号周波数の小範囲内にある
ラーモア周波数を有することになり、従って、励起信号
をオフにすると、ｘ軸に沿って位置するスピンの各々が
ＮＭＲ信号を発生し、各々のｘ軸ＮＭＲ信号が、一意で
且つ識別可能な周波数を有するようになる。従って、取
得時に受信された各々のＮＭＲ信号の周波数を識別する
ことにより、ｘ軸位置を決定することができる。ｘ軸位
置は、信号の周波数を用いてエンコードされているの
で、この形式のエンコーディングは周波数エンコーディ
ングとして知られている。

【００１４】ＮＭＲ信号内でｙ軸位置をエンコードする
ためには、ｙ軸勾配Ｇ_yを用いて、ｙ軸に沿って位置す
るスピンが異なる位相を有するようにする。結果とし
て、ｙ軸に沿って位置するスピンから得られるＮＭＲ信
号は異なる位相を有し、これを用いてｙ軸位置を決定す
ることができる。ｙ軸位置は、信号の位相を用いてエン
コードされているので、この形式のエンコーディングは
位相エンコーディングとして知られている。

【００１５】１つの関心領域スライスのデータが取得さ
れた後に、関心領域内の全てのスライスのデータが取得
されるまで、関心領域の隣接するスライスについて取得
処理を繰り返す。ディジタル化及び処理の後に、これら
のスライス・データを組み合わせて、関心領域の内部の
規則的な格子位置における１つ又はこれよりも多い物理
的特性を表わす３次元データ点（ＴＤＤＰ）配列を作成
する。ＴＤＤＰ配列は、関心領域内の格子内の規則的な
位置に分布した３次元（ｘ，ｙ，ｚ）座標の複数の集合
を含んでおり、物理的特性の少なくとも１つの値（Ｖ
_xyz）が、座標位置の各々に関連している。このような
８つの位置から成る立体的に隣接した集合の各々が、立
方体のボリューム、即ち「ボクセル」を画定しており、
これらの８つのボクセル頂点の各々について１つの物理
的特性値が指定されている。

【００１６】完全なＴＤＤＰ配列が取得され記憶された
後に、この配列を用い、多くの周知の再構成手法の１つ
を用いて、関心領域の像を作成することができる。ＮＭ
Ｒ像を表示するのに用いられる典型的なイメージング画
面は、２次元であるに過ぎない。従って、陰影等によっ
て３次元像の外観を与えることはできるが、実際には、
任意の所与の時刻には２次元のピクセルを表示し得るに
過ぎない。このハードウェア上の制限から、ＴＤＤＰ配
列のどの範囲が検査目的にとって重要であるかについて
何らかの判定を行うことが必要になる。

【００１７】例えば、ＴＤＤＰ配列が、特定の遠近画法
的「観察角度(viewing angle) 」から観察されており、
配列のデータ点列は、観察角度に対して垂直であると共
に観察角度の視線に沿っているものとする。１つの列に
沿ってデータ点を検査する際に、明るいデータ点が暗い
データ点の背後に位置していたとすると、この遠近画法
的ビュー(perspective view)からは明るいデータ点が
「隠されて」おり、像の貴重な情報が失われている可能
性がある。同じことが各々のデータ点列について言え
る。この問題は、ＮＭＲシステムがかなりの量の電磁雑
音を発生し、この雑音がＴＤＤＰ配列に反映されるとい
う理由から悪化し、データ点列のうち最も近接した配列
のみからのデータ点強度を含む遠近画法的ビューは、強
度の多くが雑音に対応しているので比較的役に立たな
い。結果として、殆どの例で、配列データが収集され記
憶された後、像を作成するためにデータの部分集合が選
択される。例えば、有用な視覚化手法の１つに、最大強
度投影（ＭＩＰ）として知られているものがある。ＭＩ
Ｐを作成するためには、データ点列が観察角度の視線に
沿って位置しているような特定の配列観察角度を選択す
る。各々の列について、プロセッサが、列内で最高強度
のデータ点を選択し、イメージング画面上に表示するた
めの関連する２次元のデータ点配列内にこのデータ点を
供給する。このＭＩＰ法は、ＭＩＰ像が比較的ノイズ・
フリーであり（即ち、雑音が優勢ではない）、ｘ線に類
似した像を提供するので貴重である。

【００１８】もう１つの有用な視覚化手法は、ｘ軸、ｙ
軸及びｚ軸のうちの１つに平行にＮＭＲデータ集合を通
る軸交差スライスを選択し、データの断面図、従って関
心領域の断面像が得られるようにするものである。この
断面手法は、医師が診断及び処方の目的のために関心領
域内の内部構造同士の間の詳細な空間的関係を観察する
ことを可能にする。

【００１９】もう１つの有用な視覚化手法は、斜方再編
成（oblique reformatting）として知られている。当業
界では、多くの例で、構造の界面に直交しており、且つ
データ取得スライスの配向(orientation) に対して幾分
か斜めの角度を成し得る（このため「オブリーク・イメ
ージング」という成句がある）ようなＮＭＲデータ集合
を通る断面スライスを選択することが望ましいことは広
く認められている。例えば、３次元データ配列内の様々
なｘ、ｙ及びｚ座標を横断する血管の長さを観察できる
と有利である。

【００２０】ここで、１９９１年１月８日に付与されて
本出願人に譲渡された米国特許第４，９８４，１５７
号、「３変数１次補間を用いてピクセル位置データを決
定し、中物体の斜面断面を表示するシステム及び方法
（System and Method for Displaying Oblique Planar
Cross Sections of a Solid Body Using Tri-Linear In
terpolation To Determine Pixel Position Data）」を
参照する。この米国特許第４，９８４，１５７号には、
斜方再編成平面を選択し、この後に、データ点の強度
を、斜方像平面に表示するためのピクセル強度へ変換す
るという１つの方法及び装置を教示している。

【００２１】ＴＤＤＰ配列を作成した後に斜方再編成を
行って斜方像を作成する代わりに、患者の体内を通る斜
方スライスによって最初から斜方像データを取得するこ
とが可能であり、次いで、この取得データを用いて、再
編成を行わずに、所望の斜方像を作成することも可能で
ある。斜方像データを取得する方法は、当業界で周知で
ある。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】残念ながら、従来の斜
方イメージング法にもいくつかの欠点がある。斜方イメ
ージングの１つの欠点は、多くの血管は彎曲しているの
で、血管が単一のイメージング平面内にきちんと納まら
ないことである。例えば、心臓の外表面に形成されてい
る冠状動脈は、彎曲していて、多平面的である。この例
で、血管の第１の部分を、適当な斜方イメージング平面
の選択によってイメージング可能にし得たとしても、異
なる平面に位置する他の血管部分を第１の部分と共にイ
メージングすることはできない。加えて、選択された斜
方平面が、血液プールを含んでいる１つ又はこれよりも
多い心室を通過する場合には、血液によって、得られる
像が見づらくなる。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明の一実施例は、彎
曲した血管の異なる部分に接していて且つしばしば非平
面であるような複数のイメージング平面を選択し、複数
の像の各々からのデータ点強度を結合して単一の像を形
成し、次いで、結合後の像のＭＩＰを作成して彎曲した
血管の相対的に完全な像を作成する方法を含んでいる。

【００２４】本発明のこの実施例では、関心領域を通る
異なる中間的平面が連続的に選択され、各々の平面に対
応する別々の中間的データ集合が作成される。各々の中
間的データ集合は、関連する中間的平面に沿った関心領
域の断面のビュー（断面図）となっている。又、表示す
べき像の遠近画法的視点を示す観察用平面が選択され
る。観察角度を選択すると共に、中間的データ集合を作
成した後に、中間的データ集合を結合して、観察用平面
に関連した表示用要素位置についての値を作成する。こ
の後に、観察用平面の要素値を用いて、観察用平面の視
点からの彎曲した血管の像を表示するように表示装置を
駆動する。

【００２５】

【発明の実施の形態】［１．システム・ハードウェア］
図１は、本発明を組み込んでおり、General Electric C
ompany社によって「ＳＩＧＮＡ」（登録商標）の名称で
販売されている好ましいＮＭＲシステムの主要な構成要
素を示している。このシステムは全体的に、操作者制御
コンソール１００、コンピュータ・システム１０７、シ
ステム制御部１２２、１組の勾配増幅器１２７、生理学
的取得制御器１２９、走査室インタフェイス１３３、患
者配置システム１３４、マグネット・アセンブリ１４
１、前置増幅器１５３、ＲＦ（無線周波数）電力増幅器
１５１、送信／受信（Ｔ／Ｒ）スイッチ１５４、電源１
５７、データ記憶装置１１１及び１１２、並びに以上の
各構成要素を結合する様々なデータ線及びバスを含んで
いる。

【００２６】システムは、キーボード１０２を走査する
と共に制御パネル１０３及びプラズマ表示装置／タッチ
・スクリーン１０４を介して操作者によって制御される
コンソール・プロセッサ１０１を含むコンソール１００
から制御される。コンソール・プロセッサ１０１は、通
信リンク１１６を介して、コンピュータ・システム１０
７内のアプリケーション・インタフェイス・モジュール
１１７と通信する。キーボード１０２及び制御器１０３
を介して、操作者は、コンピュータ・システム１０７内
の像プロセッサ１０６による像の作成及び表示を制御す
る。像プロセッサ１０６は、ビデオ・ケーブル１０５を
介してコンソール１００上のビデオ表示装置１４８に結
合されている。

【００２７】表示装置１４８は、２次元配列を成すピク
セルを含んでおり、表示ドライバ（図１には示されてい
ない）によって駆動されて、システム利用者が観測する
ための医用像を作成する。

【００２８】コンピュータ・システム１０７は、バック
プレーン１６２を介して互いに通信するいくつかのモジ
ュールを含んでいる。アプリケーション・インタフェイ
ス１１７及び像プロセッサ１０６に加え、他のシステム
１０７のモジュールは、バックプレーンを制御するＣＰ
Ｕモジュール１０８と、バス１１０を介してコンピュー
タ・システム１０７をＮＭＲ信号取得及び後続の処理時
のデータを記憶するためのディスク記憶装置１１１及び
テープ・ドライブ１１２を含めた１組の周辺装置に結合
するＳＣＳＩインタフェイス・モジュール１０９とを含
んでいる。コンピュータ・システム１０７は又、像デー
タ配列を記憶するフレーム・バッファとして当業界で知
られているメモリ・モジュール１１３と、コンピュータ
・システム１０７を高速シリアル・リンク１１５を介し
てシステム制御キャビネット１２２のシステム・インタ
フェイス・モジュール１２０に結合するシリアル・イン
タフェイス・モジュール１１４とを含んでいる。

【００２９】システム制御部１２２は、共通のバックプ
レーン１１８によって相互接続されている一連のモジュ
ールを含んでいる。バックプレーン１１８は、ＣＰＵモ
ジュール１１９によって制御されるバス構造を含むいく
つかのバス構造で構成されている。シリアル・インタフ
ェイス・モジュール１２０が、バックプレーン１１８を
高速シリアル・リンク１１５に結合しており、パルス発
生器モジュール１２１が、シリアル・リンク１２５を介
してバックプレーン１１８を操作者コンソール１００に
結合している。シリアル・リンク１２５を介して、シス
テム制御部１２２は、走査シーケンスの実行を要求する
操作者からの命令を受け取る。

【００３０】パルス発生器モジュール１２１は、システ
ムの構成要素を動作させて、所望の走査シーケンスを実
行し、発生されるべきＲＦパルスのタイミング、強度及
び形状、並びにデータ取得ウィンドウのタイミング及び
長さを指示するデータを発生する。パルス発生器モジュ
ール１２１は又、シリアル・リンク１２６を介して１組
の勾配増幅器１２７に接続されており、走査時に発生さ
れるべき勾配パルスのタイミング及び形状を指示するデ
ータを勾配増幅器１２７へ伝送する。パルス発生器モジ
ュール１２１は又、生理学的取得制御器１２９からシリ
アル・リンク１２８を介して患者データを受け取る。生
理学的取得制御器１２９は、患者に接続されたいくつか
の異なるセンサからの信号を受け取ることができ、例え
ば、電極からの心電図（ＥＣＧ）信号やベローズからの
呼吸信号を受け取ることができる。そして、患者の心拍
周期又は呼吸周期に合わせて走査を同期させるパルス発
生器モジュール１２１用のパルスを発生する。パルス発
生器モジュール１２１は又、シリアル・リンク１３２を
介して走査室インタフェイス回路１３３に結合されてお
り、走査室インタフェイス回路１３３は、入力１３５に
おいて患者及びマグネット・システムの位置及び状態に
関連した様々なセンサからの信号を受け取る。又、走査
室インタフェイス回路１３３を介して、患者位置決めシ
ステム１３４が、患者クレードルを移動させて走査に望
ましい位置に患者を搬送するための命令を受け取る。

【００３１】パルス発生器モジュール１２１によって発
生される勾配波形は、Ｇ_x増幅器１３６と、Ｇ_y増幅器
１３７と、Ｇ_z増幅器１３８とで構成されている勾配増
幅器システム１２７に印加される。各々の増幅器１３
６、１３７及び１３８は、アセンブリ１３９内の対応す
る勾配コイルを励起するのに用いられる。勾配コイル・
アセンブリ１３９は、マグネット・アセンブリ１４１の
一部を作成しており、マグネット・アセンブリ１４１
は、マグネット・アセンブリのボア（中孔）１４２を通
過して水平に延在する０．５テスラ又は１．５テスラ等
の分極磁場を作成する典型的には超伝導性の主マグネッ
ト又は分極マグネット１４０を含んでいる。勾配コイル
１３９はボア１４２を包囲しており、コイル１３９は、
エネルギを与えられると、主分極磁場と同じ方向にある
が、デカルト座標系の直交するｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の方
向に向いた勾配Ｇ_x、Ｇ_y及びＧ_zを有する磁場を発生
する。即ち、主マグネット１４０によって作成される磁
場Ｂ₀がｚ方向に向いており、ｚ方向の全磁場がＢ_zで
あるならば、Ｇ_x＝∂Ｂ_z／∂ｘ、Ｇ_y＝∂Ｂ_z／∂ｙ
及びＧ_z＝∂Ｂ_z／∂ｚとなり、マグネット・アセンブ
リ１４１のボア１４２内の任意の点（ｘ，ｙ，ｚ）での
磁場は、Ｂ（ｘ，ｙ，ｚ）＝Ｂ₀＋Ｇ_xｘ＋Ｇ_yｙ＋Ｇ
_zｚによって与えられる。これらの勾配磁場を用いて、
走査されている患者から発するＮＭＲ信号内に空間情報
をエンコードする。

【００３２】ボア１４２内には円筒形の全身型ＲＦコイ
ル１５２が配置されている。このＲＦコイル１５２は、
システム制御キャビネット１２２内の送受信モジュール
１５０によって供給されるＲＦパルスに応答して円形分
極したＲＦ磁場を発生する。これらのパルスは、ＲＦ増
幅器１５１によって増幅されて、送信／受信スイッチ１
５４によってＲＦコイル１５２に結合される。波形及び
制御信号は、パルス発生器モジュール１２１によって供
給され、送受信モジュール１５０によって用いられて、
ＲＦ搬送波変調及びモード制御を行う。患者の体内の励
起した核によって放出される結果として生ずるＮＭＲ信
号は、同じＲＦコイル１５２によって検知され、送信／
受信スイッチ１５４を介して前置増幅器１５３に結合す
ることができる。増幅後のＮＭＲ信号は、送受信器１５
０の受信器部において復調され、フィルタ処理されると
共にディジタル化される。送信／受信スイッチ１５４
は、パルス発生器モジュール１２１からの信号によって
制御されて、送信モード時にはＲＦ増幅器１５１をコイ
ル１５２に結合し、受信モード時にはコイル１５２を前
置増幅器１５３に結合する。送信／受信スイッチ１５４
は又、送信モード又は受信モードのいずれの場合にも、
分離型ＲＦコイル（例えば、頭部コイル又は表面コイ
ル）を用いることを可能にしている。

【００３３】分極マグネット１４０、勾配コイル１３９
及びＲＦコイル１５２を支持することに加え、主マグネ
ット・アセンブリ１４１は又、主マグネット１４０に付
設されており、分極磁場の不均一性を補正するのに用い
られる１組のシム・コイル１５６を支持している。主電
源１５７を用いて、超伝導主マグネット１４０によって
発生される分極磁場を適正な動作強度とし、次いで、主
電源１５７はマグネットから切り離される。

【００３４】ＲＦコイル１５２が捕えたＮＭＲ信号は、
送受信器モジュール１５０によってディジタル化され
て、システム制御部１２２の一部であるメモリ・モジュ
ール１６０へ転送される。走査が完了してデータの配列
の全体がメモリ・モジュール１６０内に取得されたとき
に、アレイ・プロセッサ１６１が動作して、このデータ
を像データの配列へフーリエ変換する。この像データの
配列は、シリアル・リンク１１５を介してコンピュータ
・システム１０７へ伝送されて、ディスク・メモリ１１
１に記憶される。オペレータ・コンソール１００から受
信した命令に応じて、この像データの配列をテープ・ド
ライブ１１２に保管してもよいし、又は像プロセッサ１
０６によって更に処理してオペレータ・コンソールへ伝
送すると共にビデオ表示装置１４８に表示してもよい。

【００３５】図１及び図２に示すように、送受信器１５
０は、電力増幅器１５１を介してコイル１５２において
ＲＦ励起磁場Ｂ₁を発生する構成要素と、コイル内に誘
導された結果としての信号を受信する構成要素とを含ん
でいる。上述のように、コイル１５２は、図１に示すよ
うな単一の全身型コイルであってもよい。ＲＦ励起磁場
の基本周波数、即ち搬送周波数は、ＣＰＵモジュール１
１９及びパルス発生器モジュール１２１からバックプレ
ーン１１８を介して１組のディジタル信号（ＣＦ）を受
信している周波数合成器２００の制御下で発生される。
これらのディジタル信号は、合成器の出力２０１の所で
発生されるＲＦ搬送波信号の周波数及び位相を指示して
いる。命令に従って発生されたＲＦ搬送波は、変調器及
びアップ・コンバータ２０２に印加され、ここで、その
振幅は、やはりバックプレーン１１８を介してパルス発
生器モジュール１２１から受信された信号Ｒ（ｔ）に応
じて変調される。信号Ｒ（ｔ）は、発生されるべきＲＦ
励起パルスの包絡線、従って、帯域幅を画定している。
ＲＦ励起パルスは、所望の包絡線を表わす記憶された一
連のディジタル値を順次読み出すことによりモジュール
１２１内で発生される。記憶されたこれらのディジタル
値は又、オペレータ・コンソールから変更可能であり、
所望の任意のＲＦパルス包絡線を発生することが可能に
なっている。変調器及びアップ・コンバータ２０２は、
所望のラーモア周波数にあるＲＦパルスを出力２０５に
発生する。

【００３６】ＲＦ励起パルス出力の大きさは、バックプ
レーン１１８からディジタル命令ＴＡを受信している励
起信号減衰器回路２０６によって減衰される。減衰され
たＲＦ励起パルスは、ＲＦコイル１６５を駆動するＲＦ
電力増幅器１５１に印加される。送受信器１２２のこの
部分に関する更なる詳細は、１９９０年８月２８日に付
与され本出願人に譲渡された米国特許第４，９５２，８
７７号に記載されている。本特許はここに参照されるべ
きものである。

【００３７】患者によって発生されたＮＭＲ信号は、受
信用コイル１６６によって捕えられ、前置増幅器１５３
を介して受信信号減衰器２０７の入力に印加されて、受
信信号減衰器２０７は、ＮＭＲ信号を更に増幅すると共
に、バックプレーン１１８から受信されたディジタル減
衰信号（ＲＡ）によって決定されている量だけ信号を減
衰させる。受信信号減衰器２０７は又、ＲＦ励起時に過
負荷とならないように、パルス発生器モジュール１２１
からの信号によってオン及びオフされる。

【００３８】受信されるＮＭＲ信号は、ラーモア周波数
又はそれに近い周波数にあり、好ましい実施例では、
１．５テスラの場合には約６３．８６ＭＨｚ、０．５テ
スラの場合には約２１．２８ＭＨｚである。この高周波
信号は、ダウン・コンバータ２０８によって次の２段階
の処理で下降変換（ダウン・コンバート）される。即
ち、先ず、ＮＭＲ信号を周波数合成器２００からのの搬
送波信号と混成し、次いで、得られた差信号を基準周波
数発生器２０３からの線２０４上の基準信号と混成す
る。好ましい実施例では、基準信号は２．５ＭＨｚを有
する。ダウン・コンバータ２０８から結果として得られ
た下降変換後のＮＭＲ信号は、最大帯域幅として１２５
ｋＨｚを有し、１８７．５ｋＨｚを中心周波数とする。
この下降変換後のＮＭＲ信号は、アナログからディジタ
ルへの（Ａ／Ｄ）変換器２０９の入力に印加され、Ａ／
Ｄ変換器２０９は、好ましい実施例では２５０ｋＨｚの
速度でアナログ信号をサンプリングしてディジタル化す
る。Ａ／Ｄ変換器２０９の出力信号は、ディジタル検出
器及び信号プロセッサ２１０に印加され、ディジタル検
出器及び信号プロセッサ２１０は、受信されたディジタ
ル信号に対応する１６ビットの同相（Ｉ）値及び１６ビ
ットの直角位相（Ｑ）値を発生する。受信されたＮＭＲ
信号についてのディジタル化されたＩ値及びＱ値から成
る得られたストリームは、バックプレーン１１８を介し
てメモリ・モジュール１６０へ供給され、ここで、像を
再構成するのに用いられる。

【００３９】受信されたＮＭＲ信号に含まれる位相情報
を保存するために、変調器及びアップ・コンバータ２０
２と、ダウン・コンバータ２０８との両方が、共通の信
号で動作する。より具体的には、周波数合成器２００の
出力２０１での搬送波信号及び基準周波数発生器２０３
の出力２０４での２．５ＭＨｚの基準信号が、両方の周
波数変換処理に用いられる。位相の整合性がこのように
して維持され、検出されたＮＭＲ信号の位相変化が、励
起したスピンによって生成される位相変化を正確に指示
するものとなる。２．５ＭＨｚの基準信号、並びに５Ｍ
Ｈｚ、１０ＭＨｚ及び６０ＭＨｚの基準信号は、基準周
波数発生器２０３によって共通の２０ＭＨｚマスタ・ク
ロック信号から発生される。後者の３つの基準信号は、
出力線２０１上に搬送波信号を発生するために周波数合
成器２００によって用いられる。受信器に関する更なる
詳細は、１９９年２月１２日に付与され本出願人に譲渡
された米国特許第４，９９２，７３６号に記載されてい
る。本特許はここに参照されるべきものである。

【００４０】本発明は、様々な異なる形式の構造（例え
ば、血管、心室等）のいずれのイメージングにも応用す
ることができるが、ここでは、人体の心臓の表面上の冠
状動脈のイメージングを例として記述する。この目的の
ために、患者の心臓、明確に述べるとイメージングされ
るべき動脈を含む関心領域のＮＭＲイメージングデータ
の完全な集合が取得され処理されており、関心領域の少
なくとも１つの特性を指示するＴＤＤＰ配列を作成して
いるものとする。例えば、ＴＤＤＰ配列の物理的特性
は、ＮＭＲの分野で周知のスピン−スピン緩和時間であ
ってもよいし、又は格子−スピン緩和時間であってもよ
い。

【００４１】ＴＤＤＰ配列は、隣接した立方体のボクセ
ル要素を含んでおり、各々の要素が８つの頂点を有して
いる。各々の頂点に対して１つのデータ値が関連してお
り、このデータ値は、関心領域内の対応する空間位置に
おける物理的特性を表わしている。各空間位置は、規則
的なパターンを成して配置されており、物体内に等間隔
の格子位置を画定している。これらの格子位置は又、領
域内の隣接した複数のボクセルを画定している。この説
明の目的のために、格子位置は、ボア１４２のｘ軸、ｙ
軸及びｚ軸に整列しているものとし、ｚ軸はボア長に沿
っており、ｘ軸は水平であり、ｙ軸は垂直であるものと
する。

【００４２】あらためて図１及び図５を参照すると、本
発明の一実施例では、パネル１０３が、配向発生器２５
６と、深さ発生器２５８と、観察角度選択器２６０と、
ピクセル密度選択器２６１とを含んでいる。この実施例
では、像プロセッサ１０６が、中間的平面選択器２６２
と、中間的要素値決定器２６４と、移行用要素値決定器
２６６と、結合器又はプロセッサ２６８と、ビデオ・ド
ライバ又は表示装置ドライバ２７０とを含んでいる。

【００４３】配向発生器２５６は、利用者が、関心領域
を通る切断面であってこれに沿って断面像を作成すべき
切断面の角度配向(angular orientation)を指定するこ
とを可能にしている。この配向は、ｘ平面からの角度と
ｚ平面からの角度との２つの角度によって指定すること
ができる。このような角度入力データは、ジョイスティ
ック、加減抵抗器、キーボード、マウス又は他の任意の
適当な入力装置によって指定することができる。好まし
い実施例では、２つの角自由度を有するトラック・ボー
ルを用いて切断面配向を指定する。ｘ軸及びｚ軸の角度
信号は、中間的平面選択器６２へ供給される。

【００４４】深さ発生器２５８は、関心領域の外表面に
位置する座標原点からの切断面の深さを選択する。深さ
発生器は、配向発生器と同様に、任意の形式の適当な入
力装置であり得る。深さ信号は、中間的平面選択器２６
２へ供給される。

【００４５】ピクセル密度選択器２６１は、利用者（操
作者）が中間的平面用のピクセル密度を選択することを
可能にする。代替的には、選択器２６１を用いずに、ピ
クセル密度を表示画面１４８のピクセル密度に合わせて
自動的に設定してもよいし、又は中間的平面用に他の何
らかの適当な密度値に合わせて設定してもよい。密度信
号は、中間的平面選択器２６２へ供給される。

【００４６】中間的平面選択器２６２は、選択された角
度、選択された深さ及びピクセル密度の信号の各々を、
発生器２５６及び２５８並びにピクセル密度選択器２６
１からそれぞれ受け取り、角度及び深さの信号によって
指定され、ピクセル密度信号によって指定された要素又
はピクセルの密度を有する中間的平面を設定する。

【００４７】中間的平面データは中間的要素値決定器２
６４へ供給され、中間的要素値決定器２６４は、中間的
平面内の各々の要素の値を、該要素を包囲する８つの頂
点のデータ点の値の関数として決定する。この後、指定
の中間的平面における中間的要素値を第１の中間的要素
値集合としてメモリ１１３に記憶する。

【００４８】次に、操作者は、深さ発生器２５８、配向
発生器２５６及びピクセル密度選択器２６１を用いて、
関心領域を切断する他の中間的平面を選択すると共に各
々の中間的平面の密度を選択して、中間的平面選択器２
６２及び中間的要素値決定器２６４に他の中間的要素値
集合を発生させ、これらのを全てメモリ１１３に記憶す
る。実際には、各々の中間的要素値集合は、関心領域を
通る対応する中間的平面に沿って位置する別々の断面像
に対応するデータを含んでいる。

【００４９】前で参照した米国特許第４，９８４，１５
７号には、斜方イメージング平面を選択し、３次元デー
タ点を用いて、斜方断面像に対応する中間的要素位置の
値を発生する好ましいシステムを教示しており、この観
点で更に詳細に参照すべきである。

【００５０】観察角度選択器２６０は、操作者が、中間
的要素値集合の全て又はその部分集合に対応する断面像
を眺める角度を選択することを可能にする。このため
に、選択器２６０は、配向発生器２５６と同様に、様々
な異なる適当なインタフェイス装置（即ち、トラックボ
ール、キーボード、ジョイスティック等）のいずれかを
含んでいる。観察角度が選択されたとき、選択された観
察角度に垂直な２つの次元が軸ｘ′及び軸ｙ′として特
定される。加えて、表示装置１４８（図１を参照）のピ
クセル密度に対応し且つｘ′ｙ′平面内に並んだピクセ
ル位置の２次元配列を含んでいる観察用平面が特定され
る。観察角度は、観察用平面内でのピクセル位置を含ん
でいて、移行用要素値決定器２６６へ供給される。

【００５１】移行用要素値決定器２６６は、観察用平面
を受け取ると、メモリ１１３から中間的要素値集合を検
索し、検索された中間的要素値集合内の各々の中間的要
素値のデータ点を含む３次元データ点構造体を作成す
る。幾何学的な側面から述べると、３次元データ点構造
体は単純に、相互接続した一連の中間的平面を含んでい
る。決定器２６６は次に、ｘ′ｙ′平面内でのデータ点
構造体の寸法を特定し、これらのデータ点構造体の寸法
を表示装置１４８の画面の寸法と比較し、画面の寸法と
配列のｘ′寸法及びｙ′寸法との間の差に応じて、デー
タ点構造体全体を拡大又は縮小する。

【００５２】３次元データ点構造体を拡縮した後に、拡
縮後の各々の中間的値集合について、移行用要素値決定
器２６６は、値の集合をｘ′ｙ′平面の観察用平面ピク
セル位置へ投影し、これにより、観察用平面内の殆どの
ピクセルについての観察用平面要素位置の値を作成す
る。

【００５３】「投影」という用語は、観察用平面要素の
値を決定する数学的な処理を記述するために比喩的に用
いられている。実際には、拡縮後の中間的要素値集合
を、ｘ′ｙ′平面に垂直な射線に沿って且つ観察用平面
のピクセル又は要素位置を通して観察すると、拡縮後の
値の集合内の少なくとも１つのデータ点（しばしば、い
くつかのデータ点）が観察可能である。投影処理は、観
察可能な各々の中間的要素値を見こむ各々の観察用平面
のピクセル位置又は要素位置の百分率を決定し、観察用
平面のこの要素位置の値が、観察可能な中間的要素値
と、要素位置のそれぞれの百分率の値とに比例するよう
にすることを含んでいる。例えば、観察用平面要素位置
の１つの半部が、相対強度値１０を有する第１の中間的
要素値を見こんでおり、観察用平面要素位置の第２の半
部が相対強度値５を有する第２の中間的要素値を見こん
でいるとすると、結果として得られる観察用平面要素位
置の値は７．５となる（即ち、（１０＋５）／２＝７．
５）。

【００５４】各々の中間的要素値集合に対応する移行用
要素は、メモリ１１３に移行用要素値集合として記憶さ
れる。このようにして、各々の中間的値の集合毎に、移
行用要素値決定器２６６は、別々の移行用要素値集合を
発生し、各々の移行用集合が、ｘ′ｙ′平面に位置し、
且つ表示装置１４８の密度に等しい密度を有する。移行
用集合の寸法は、典型的には、表示装置１４８の寸法の
一部を覆うことができ、典型的には、表示装置１４８の
寸法の一部に対応している。

【００５５】全ての移行用集合が発生された後に、結合
器２６８が、移行用集合を検索して、これらの移行用集
合を結合することいより各々の表示ピクセル毎に別々の
観察用平面要素位置の値を作成する。好ましくは、結合
器２６８は、移行用集合に対して最大強度投影（ＭＩ
Ｐ）を実行することにより結合を行って、表示装置１４
８（図１を参照）上に２次元像を作成するためのデータ
を作成する。ＭＩＰデータ（即ち、観察用平面要素位置
の値）は、メモリ１１３に記憶される。

【００５６】ドライバ２７０が、ＭＩＰデータを検索
し、このデータを用いて、当業界で周知の様々な異なる
方式のうち任意の方式で表示装置１４８を駆動する。

【００５７】［２．動作］単純化のために、本発明のシ
ステムの動作を図３に示すような比較的単純な冠状動脈
部分２５０（以後、動脈２５０と呼ぶ）を例として図６
と併せて記述する。動脈２５０は、隣接した３つの部分
２５０ａ、２５０ｂ及び２５０ｃを含んでおり、これら
の部分は全体的に、異なる平面に整列している。加え
て、動脈２５０の所望のビューは、矢印２５２によって
示す観察角度（以後、「角度２５２」と呼ぶ）の方向に
沿っているものとする。

【００５８】図４は、図３の観察角度２５２から見た動
脈２５０を示す。動脈２５０は彎曲しており、全体的
に、角度２５２に向かって屈曲した形状を有し（図
３）、且つ角度２５２の視点からは逆Ｓ字形状を有する
（図４）ことがわかる。明らかに、動脈２５０は多平面
的であり、従って、動脈２５０の像は単一の平面からの
データを用いていたのでは作成することができない。

【００５９】又、図１及び図５を参照すると、操作者
は、深さ発生器２５８及び配向発生器２５６を用いて関
心領域を通る切断面の深さ及び配向を選択することによ
り、コンソール１００を用いて関心領域を通る断面のビ
ュー（断面図）を表示する。

【００６０】操作者は、冠状動脈２５０のうちの少なく
ともイメージングすべき部分を含めた心臓の断面が表示
されるまで、深さ及び配向の選択を修正する。観察用に
選択される動脈２５０のこの部分は単純に断面であって
よいので、管の端部、即ち点に似た状態に見える。一
旦、動脈２５０が特定されたら、操作者は再び、動脈２
５０の長さに沿った部分が表示されるまで深さ及び配向
の選択を修正する。例えば、この操作の後に、動脈２５
０は図３のように現われ得る。

【００６１】動作方法の残りを図７に示す。動脈２５０
の長さに沿った部分が表示された状態で、ステップ４０
０において、操作者は、配向発生器２５６及び深さ発生
器２５８を用いて、第１の中間的平面２８０を選択す
る。第１の中間的平面２８０は、図３に示すように、第
１の動脈部分２５０ａを含んでいる。この選択する工程
４００は、入力装置を用いて中間的平面線を表示像を横
断させて、線が部分２５０ａと整列するまで移動させる
といった簡単なものであってよい。この場合には、発生
器２５６及び２５８は、単一の入力装置によって提供さ
れ得る。

【００６２】平面２５０ａが選択されたときに、ステッ
プ４０２において、中間的平面選択器２６２は、選択さ
れた平面に対応する平面要素位置を発生し、また中間的
要素値決定器２６４は、前述のようにして、選択された
中間的平面内の各々の要素位置の値を決定する。これら
の値は、ステップ４０４において、第１の中間的要素位
置の値の集合としてメモリ１１３に記憶される。第１の
中間的値集合を、データ点平面２８０′として図７に模
式的に図示する。

【００６３】イメージングするべき更に２つの中間的平
面２８２及び２８４が存在しているので、判定ステップ
４０６において、処理はステップ４００にループして戻
り、ここで、操作者は、発生器２５６及び２５８を用い
て、今度は、第２の動脈部分２５０ｂを含んでいる第２
の中間的平面２８２を選択する。平面２８２が選択され
たときに、ステップ４０２において、中間的平面選択器
２６２は、選択された平面に対応する平面要素位置を作
成し、また中間的要素値決定器２６４は、選択された平
面内の各々の要素位置の値を決定し、これらの値は、ス
テップ４０４において、第２の中間的要素位置の値の集
合としてメモリ１１３に記憶される。第２の中間的要素
位置の値の集合を、データ点平面２８２′として図７に
示す。

【００６４】再度、ステップ４００において、操作者
は、発生器２５６及び２５８を用いて、第３の動脈部分
２５０ｃを含んでいる第３の中間的平面２８４を選択す
る。平面２８４が選択されたときに、ステップ４０２に
おいて、中間的平面選択器２６２は、選択された平面に
対応する平面要素位置を作成し、中間的要素値決定器２
６４は、選択された平面内の各々の要素位置の値を決定
し、これらの値は、ステップ４０４において、第３の中
間的要素位置の値の集合としてメモリ１１３に記憶され
る。第３の中間的要素位置の値の集合を、データ点平面
２８４′として図７に示す。データ集合２８０′、２８
２′及び２８４′は重なり合っている（オーバーラップ
している）ことがわかる。ここで、判定ステップ４０６
において、本例ではイメージングされるべき他の中間的
平面は存在していないので、制御はステップ４０８へ移
る。

【００６５】中間的平面を選択することに加え、ステッ
プ４０８において、操作者は、観察角度選択器２６０を
用いて、動脈２５０を検査する観察角度を選択する。本
例では、図３及び図６を参照すると、操作者は角度２５
２を選択する。この後に、ステップ４１０において、移
行用要素値決定器２６６は、メモリ１１３から中間的要
素値集合を検索し、検索された中間的要素値集合内の各
々の中間的要素値についてのデータ点を含んでいる３次
元データ点構造体３５０（図７）を発生する。この目的
のために、中間的配列２８０′、２８２′及び２８４′
が検索され、図７に示すように、３次元構造体３５０を
作成する。加えて、ステップ４１０において、移行用要
素値決定器２６６は、ｘ′ｙ′平面（即ち、観察角度２
５２に垂直な平面）におけるデータ点構造体３５０の寸
法を識別し、配列３５０のｘ′及びｙ′の寸法を表示装
置１４８の画面の寸法と比較し、画面の寸法と配列３５
０のｘ′寸法及びｙ′寸法との間の差に応じて、データ
点構造体３５０全体を拡大又は縮小する。例えば、構造
体３５０のｘ′寸法及びｙ′寸法が、表示装置１４８の
寸法のそれぞれ２分の１であったとすると、構造体３５
０の寸法を２倍に増大させる。

【００６６】拡縮される各々の中間的値集合についてデ
ータ点構造体を拡縮した後に、移行用要素値決定器２６
６は、ステップ４１２において、各々の値の集合を観察
角度のｘ′ｙ′平面へ投影し、これにより、図７に示す
ように、観察角度の平面内に位置する３つの移行用要素
値集合２８０″、２８２″及び２８４″をそれぞれ作成
する。この投影を行う多くの方法が当業界で公知である
ので、ここでは立ち入って説明しない。

【００６７】全ての移行用要素値集合が作成された後
に、結合器２６８は、ステップ４１４において、移行用
集合を検索し、これらの集合を結合して、各々の表示ピ
クセルについて別々の観察用要素位置の値を作成する。
好ましくは、結合器２６８は、移行用要素値集合に対し
て最大強度投影（ＭＩＰ）を実行することにより、ステ
ップ４１４を実行し、これにより、表示装置１４８（図
１）上に２次元像を作成するためのデータを作成する。
このＭＩＰデータ（即ち、観察用要素位置の値）は、メ
モリ１１３に記憶される。

【００６８】ステップ４１６において、ドライバ２７０
は、ＭＩＰデータを検索し、このデータを用いて、当業
界で周知のいくつかの異なる方式のうち任意の方式で表
示装置１４８を駆動し、これにより、動脈研究のための
斜方多平面ＭＩＰ像を作成する。

【００６９】所望があれば、ステップ４０６及び全ての
中間的値集合の記憶の後に、操作者は、ステップ４０８
において１つの観察角度を選択することができ、結果と
して得られるＭＩＰが不満足であれば、ステップ４０８
に戻って、異なる、おそらくより適当な観察角度を同じ
中間的値集合を用いて選択し、新たに選択された角度に
対応する第２のＭＩＰを作成することができる。

【００７０】本発明のいくつかの好ましい特徴について
のみ図解し記述したが、当業者には、多くの改変及び変
形が想到されよう。従って、特許請求の範囲は、本発明
の要旨の範囲内に含まれるような改変及び変形の全てを
網羅することを意図しているものと理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい実施例を用いるＮＭＲシステ
ムのブロック図である。

【図２】図１のＮＭＲシステムの一部を形成している送
受信器の電気回路図である。

【図３】本発明の好ましい実施例に従った、冠状動脈の
一部と、動脈を通る選択された３つの中間的平面と、観
察角度とを示す略図である。

【図４】図３に示す観察角度から見た図３の血管の略図
である。

【図５】図１に示すシステムに用いられている像プロセ
ッサの構成要素のブロック図である。

【図６】本発明の好ましい動作方法を示す流れ図であ
る。

【図７】図３の血管と共に本発明の好ましい実施例によ
る中間的データ集合及び移行用データ集合を示す略図で
ある。

【符号の説明】

１００操作者制御コンソール１０２キーボード１０３制御パネル１０４プラズマ表示装置／タッチ・スクリーン１０５ビデオ・ケーブル１０６像プロセッサ１１０バス１１１ディスク記憶装置１１２テープ・ドライブ１１５高速シリアル・リンク１１６通信リンク１１８、１６２バックプレーン１２５、１２６、１２８、１３２シリアル・リンク１３５入力１３９勾配コイル・アセンブリ１４０分極マグネット１４１マグネット・アセンブリ１４２ボア１４８ビデオ表示装置１５０送受信器１５２全身型ＲＦコイル１５６シム・コイル１６５ＲＦコイル１６６受信用コイル２０１、２０４、２０５出力線２５０、２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ冠状動脈２５２観察角度２８０、２８２、２８４中間的平面２８０′、２８２′、２８４′ 中間的値集合のデータ
平面３５０３次元データ点構造体２８０″、２８２″、２８４″ 移行用要素値集合

フロントページの続き (72)発明者クリストファー・ジュードソン・ハーディーアメリカ合衆国、ニューヨーク州、スケネクタデイ、キーズ・アベニュー、1403番 (72)発明者チャールズ・ルシアン・ドォモウリンイギリス、エスダブリュー７・２キューエイチ、ロンドン、モントローズ・コート、 54番

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３次元データ配列が、３次元物体内のボ
リューム要素を画定する等間隔の格子位置における前記
物体に関連した少なくとも１つの物理的特性の値を表わ
す信号パターンを含んでいる場合に、該３次元データ配
列の像を表示するシステムにおいて、前記物体を通る少なくとも第１及び第２の中間的平面を
任意に選択する平面選択器であって、該第１及び第２の
中間的平面が中間的要素位置の第１及び第２の集合をそ
れぞれ含んでいる、平面選択器と、前記第１及び第２の要素位置集合の各々の位置について
前記物理的特性値を決定して、第１及び第２の中間的要
素値集合をそれぞれ作成する決定器と、前記中間的平面に隣接した観察用平面を選択する観察角
度選択器であって、該観察用平面が複数の観察用要素位
置を含んでいる、観察角度選択器と、前記中間的要素値集合を結合して、各々の観察用要素位
置についての値を作成するプロセッサと、像を表示する２次元表示装置と、前記観察用要素位置及びその対応する値を受け取って、
前記表示装置に像を作成するように前記表示装置を駆動
するドライバと、を備えていることを特徴とする前記シ
ステム。
【請求項２】前記プロセッサは、前記中間的要素値集
合を前記観察用平面に投影して各々の中間的要素値集合
についてそれぞれ１つの移行用要素値集合を作成し、こ
れらの複数の移行用要素値集合を併合することにより各
々の観察用要素位置についての値を作成する構成を有し
ている請求項１に記載のシステム。
【請求項３】前記プロセッサは、前記観察用要素位置
の視点からの最大強度投影を実行して前記観察用要素位
置の値を作成することにより前記複数の移行用要素値集
合を併合する構成を有している請求項２に記載のシステ
ム。
【請求項４】前記平面選択器に配向発生器及び深さ発
生器が結合されており、前記配向発生器は前記物体の関
心領域を通る切断面の角度配向を指定するように構成さ
れ、また深さ発生器は前記切断面の深さを選択するよう
に構成されていて、前記平面選択器が前記切断面を回転
及び変位させて、前記切断面を前記物体内の任意に選択
された切断面に対応することが可能となるようにしてい
る請求項１に記載のシステム。
【請求項５】更に移行用要素値決定器と、該移行用要
素値決定器に結合されていて、観察用平面を選択する観
察角度選択器とを含んでおり、該観察用平面は複数の観
察用平面要素位置を含んでおり、前記移行用要素値決定
器は、前記選択された観察用平面内の各々の要素位置に
ついての値を決定すると共に、該決定された値を前記プ
ロセッサへ供給するように構成されている請求項１に記
載のシステム。
【請求項６】前記選択された観察用平面内の各々の要
素位置についての前記移行用要素値決定器により決定さ
れた前記値を記憶するメモリを含んでいる請求項５に記
載のシステム。
【請求項７】前記プロセッサは、前記観察用要素位置
の視点からの最大強度投影を実行することにより、前記
メモリに記憶されている移行用集合を検索して結合する
ように構成されている請求項６に記載のシステム。
【請求項８】前記プロセッサは、前記観察用要素位置
の視点からの前記中間的要素値集合の最大強度投影を実
行することにより、前記中間的要素値集合を結合するよ
うに構成されている請求項１に記載の方法。
【請求項９】３次元データ配列が、３次元物体内のボ
リューム要素を画定する等間隔の格子位置における前記
物体に関連した少なくとも１つの物理的特性の値を表わ
す信号パターンを含んでいる場合に、該３次元データ配
列の像を表示する方法において、前記物体を通る少なくとも第１及び第２の中間的平面を
任意に選択する工程であって、該第１及び第２の中間的
平面が中間的要素位置の第１及び第２の集合をそれぞれ
含んでいる、工程と、前記第１及び第２の要素位置集合の各々の位置について
前記物理的特性値を決定して、第１及び第２の中間的要
素値集合をそれぞれ作成する工程と、前記中間的平面に隣接した観察用平面を選択する工程で
あって、該観察用平面が複数の観察用要素位置を含んで
いる、工程と、前記中間的要素値集合を結合して、各々の観察用要素位
置についての値を作成する工程と、前記観察用要素位置の値を２次元表示として表示する工
程と、を有していることを特徴とする前記方法。
【請求項１０】前記中間的要素値集合を結合する工程
は、各々の中間的集合についてそれぞれ１つの移行用要
素値集合を作成するように、前記中間的要素値集合を前
記観察用平面に投影する工程と、これらの複数の移行用
要素値集合を併合して、各々の観察用要素位置について
の値を作成する工程とを含んでいる請求項９に記載の方
法。
【請求項１１】前記複数の移行用要素値集合を併合す
る工程は、前記観察用要素位置の値を作成するように、
前記観察用要素位置の視点からの最大強度投影を実行す
る工程を含んでいる請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】前記中間的平面を任意に選択する工程
は、要素位置の２次元配列をそれぞれ含んでいる少なく
とも第１及び第２の初期平面を特定する工程と、該平面
を、前記物体を通る任意に選択された切断面に対応する
ように回転及び変位させる工程とを含んでいる請求項９
に記載の方法。
【請求項１３】前記観察用平面は、ｘ′及びｙ′座標
により画定されており、前記中間的要素値集合を結合す
る工程は、前記中間的要素値集合から３次元データ集合
を作成する工程と、前記３次元データ集合のｘ′寸法及
びｙ′寸法を決定する工程と、該ｘ′寸法及びｙ′寸法
を前記表示の寸法と比較する工程と、前記表示に適合し
ている間は前記配列のｘ′寸法及びｙ′寸法が可能な限
り大きくなるように前記３次元配列を拡縮する工程と、
１つの移行用集合を作成するように、拡縮後の各々の中
間的要素値集合を前記ｘ′及びｙ′平面に投影する工程
と、各々の観察用要素位置についての値を作成するよう
に、複数の前記移行用集合を併合する工程とを含んでい
る請求項９に記載の方法。
【請求項１４】前記複数の移行用集合を併合する工程
は、前記観察用要素位置の視点からの最大強度投影を実
行する工程を含んでいる請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】前記中間的要素値集合を結合する工程
は、前記観察用要素位置の視点からの前記中間的要素値
集合の最大強度投影を実行する工程を含んでいる請求項
９に記載の方法。
【請求項１６】少なくとも第１及び第２の２次元斜方
平面像を表示するシステムであって、該第１及び第２の
像が第１及び第２の要素位置集合をそれぞれ含んでいる
と共に、各々の要素位置について３次元物体に関連した
物理的特性にそれぞれ対応している特性値を含んでお
り、前記第１の像に対応している前記値及び前記第２の
像に対応している前記値は、それぞれ第１及び第２の中
間的要素値集合を成している、当該システムにおいて、観察用要素位置を含んでいる観察用平面を選択する観察
角度選択器と、前記中間的要素値集合を結合して、各々の観察用要素位
置についての値を作成するプロセッサと、像を表示する２次元表示装置と、前記観察用要素位置及び対応する値を受け取って、前記
表示装置上に像を作成するように前記表示装置を駆動す
るドライバと、を備えていることを特徴とする前記シス
テム。
【請求項１７】前記プロセッサは、前記中間的要素値
集合を前記観察用平面に投影して各々の中間的要素値集
合についてそれぞれ１つの移行用要素値集合を作成し、
これらの複数の移行用要素値の集合を併合することによ
り各々の観察用要素位置についての値を作成するように
構成されている請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】少なくとも第１及び第２の２次元斜方
平面像を表示する方法であって、該第１及び第２の像が
第１及び第２の要素位置集合をそれぞれ含んでいると共
に、各々の要素位置について３次元物体に関連した物理
的特性にそれぞれ対応している特性値を含んでおり、前
記第１の像に対応している前記値及び前記第２の像に対
応している前記値は、それぞれ第１及び第２の中間的要
素値集合を成している、当該方法において、観察用要素位置を含んでいる観察用平面を選択する工程
と、各々の観察用要素位置についての値を作成するように、
前記中間的要素値集合を結合する工程と、前記観察用要素位置の値を表示する工程と、を有してい
ることを特徴とする前記方法。
【請求項１９】前記中間的要素値集合を結合する工程
は、前記中間的要素値集合を前記観察用平面に投影し
て、各々の中間的要素値集合についてそれぞれ１つの移
行用要素値集合を作成する工程と、これらの複数の移行
用要素値集合を併合して、各々の観察用要素位置につい
ての値を作成する工程とを含んでいる請求項１８に記載
の方法。
【請求項２０】前記複数の移行用要素値集合を併合す
る工程は、前記観察用要素位置の値を作成するように、
前記観察用要素位置の視点からの最大強度投影を実行す
る工程を含んでいる請求項１９に記載の方法。