JP2002143150A - 画像表示方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
用いたコーンビーム3次元X線CT装置で生成される3
次元画像の拡大、縮小演算時間を短縮して、即時に拡
大、縮小画像を表示するに好適な画像表示方法及び装置
を提供する。 【解決手段】 被検体に円錐状もしくは角錐状のX線を
照射するX線照射手段と前記被検体を挟んで前記X線照
射手段と対向する位置に配置され前記被検体の2次元の
透過X線を検出する2次元X線検出手段を含む2次元撮
像手段とを前記被検体の周りに回転させて該被検体の2
次元の投影データを収集し、画像処理装置に入力しこれ
を記憶する。前記画像処理装置に記憶した前記被検体の
2次元投影データを画像信号に変換してこれを前記表示
装置に表示し、この表示された画像の拡大又は縮小する
領域を関心領域設定手段で設定し、この設定した領域に
対応する2次元の投影データを用いて前記画像処理装置
で3次元の拡大又は縮小画像データを再構成し、この再
構成された画像データを画像信号に変換してこれを前記
表示装置に表示する。
Description
装置に係り、特に、2次元のX線検出器と円錐状のX線
ビームを用いたコーンビーム3次元X線CT装置で生成
される3次元画像の拡大、縮小演算時間の短縮に好適な
画像表示方法及び装置に関する。
データから3次元画像を求める演算を高速に行うことが
可能になったため、3次元画像診断装置が臨床の場で盛
んに使われるようになった。3次元画像の特徴は、従来
の2次元画像が奥行き方向の情報が重複した像であるの
に対し、XY平面の2次元情報に加え、独立にZ軸方向
の奥行き情報を持つためである。
えども、3次元画像から切り出した2次元画像では、従
来の2次元画像に比べて奥行き方向の分解能の高い画像
が得られる。
を取り付けたカテーテルを被検者の血管や臓器に挿入し
手術や治療を行うIVR(Interventional Radiology)にお
いては、対象部位の位置や形状を立体的に把握できるこ
とから非常に有効である。
としてX線CT装置がある。このX線CT装置におい
て、従来は1次元の検出器を用い、検出器を1回転する
ことにより1枚の輪切りの断面像を得、断面像を重ねる
ことにより3次元像を得る。従って、重ね方向にあたる
体軸方向に対して高い解像度を得るためには、断面の間
隔を細かくするために小さな移動距離で非常に多くの像
を撮影しなければならないので、撮影に多くの時間を要
する。
に検出器の回転と同時に被検者を寝載した寝台を該被検
者の体軸方向に移動しながらスキャンするら旋スキャン
や、1次元検出器を多層に並べて検出器の層を増やすマ
ルチスライス方式が実用化されている。
線ビームも扇状のファンビームから円錐状のコーンビー
ムとしたコーンビーム3次元X線CT装置がある。この
コーンビーム3次元X線CT装置は、上記のX線CT装
置に比べて、短時間で3次元再構成に必要なX線投影デ
ータが得られ、また体軸方向にも高い連続性が得られ等
方的な空間分解能を得ることができるという特徴を有し
ている。また、3次元計測以外に従来と同様の2次元透
過像の撮影や透視も可能であるために、特に透視による
位置決定後、そのまま3次元計測に移ることができるこ
とから上記のIVRには適した装置である。
元X線CT装置は、X線源と2次元のX線検出器を被検
者を挟んで対向配置し、該被検者に円錐状のX線ビーム
であるX線コーンビームを照射する。このコーンビーム
状のX線を照射しながら、X線源と検出器とを被検者の
周りを回転させて、全周360度の方向から投影データ
を計測し、この投影データを計算機で3次元再構成画像
処理を行って3次元画像を生成する。
診断等のために小さな患部の細部を部分的に拡大して見
る場合は、上記再構成した3次元画像を表示器に表示
し、この表示画像を見て関心領域を設定し、この設定し
た関心領域内の投影データを拡大再構成して前記関心領
域を拡大表示したり、あるいは撮影条件の異なる複数の
3次元画像を一度に並べて見るような、3次元画像を縮
小する場合にも、投影データから縮小した再構成画像を
生成しこれを表示する方法をとっていた。
来の3次元画像の拡大、縮小画像生成技術は、2次元検
出器で計測した投影データを3次元再構成画像処理を行
って3次元画像を生成してこれを表示した3次元画像か
ら、画像の拡大、縮小領域、すなわち関心領域を設定
し、この設定した関心領域内の投影データから拡大、縮
小の再構成演算を行い、これによって前記設定した関心
領域の拡大、縮小画像を生成しこれを表示する方法をと
っていたので、この処理に多くの時間を要するものであ
った。すなわち、従来の技術では、 (1)投影データから全体の3次元画像を生成するステ
ップ。 (2)全体の3次元画像から拡大、縮小領域(関心領
域)を設定して、この設定した領域内の投影データ用い
て前記拡大、縮小領域の画像を再構成するステップ。 の2つのステップからなっている。
画像処理時間が長くなるので、IVR時のような即応性
が要求される臨床に対応するためにも前記処理時間の短
縮が望まれていた。そこで、本発明の目的は、2次元の
X線検出器と円錐状のX線ビームを用いたコーンビーム
3次元X線CT装置で生成される3次元画像の拡大、縮
小演算時間を短縮して、即時に拡大、縮小の3次元再構
成画像を表示するのに好適な画像表示方法及び装置を提
供することを目的とする。
によって達成される。 (1)被検体に円錐状のX線を照射するX線照射手段
と、前記被検体を挟んで前記X線照射手段と対向する位
置に配置され前記被検体の2次元の透過X線を検出する
2次元X線検出手段を含む2次元撮像手段と、前記X線
照射手段と前記2次元撮像手段を前記被検体の周りに回
転させる回転手段と、この回転手段を回転させて前記2
次元撮像手段により撮像した前記被検体の投影データを
入力しこれを記憶して各種の画像処理を行う画像処理装
置と、この画像処理装置で処理された画像データを画像
信号に変換しこれを表示する表示装置と、この表示装置
に表示された画像の関心領域を設定する関心領域設定手
段と、前記各構成要素に各種の指令信号を入力する操作
器とを備え、前記関心領域設定手段で設定した領域につ
いて拡大又は縮小処理を前記画像処理装置で行い、この
処理した拡大又は縮小した画像データを画像信号に変換
してこれを表示する画像表示方法において、前記2次元
の投影データを記憶するステップと、この記憶した2次
元の投影データを画像信号に変換しこれを表示するステ
ップと、この表示された投影画像の拡大又は縮小する領
域を設定するステップと、該拡大又は縮小領域に対応す
る2次元の投影データを読み出すステップと、この読み
出した2次元の投影データから拡大又は縮小した2次元
又の画像データを3次元再構成するステップと、この再
構成された3次元の画像データを画像信号に変換しこれ
を表示するステップとより成る。
線照射手段と、前記被検体を挟んで前記X線照射手段と
対向する位置に配置され前記被検体の2次元の透過X線
を検出する2次元X線検出手段を含む2次元撮像手段
と、前記X線照射手段と前記2次元撮像手段を前記被検
体の周りに回転させる回転手段と、この回転手段を回転
させて前記2次元撮像手段により撮像した前記被検体の
投影データを入力しこれを記憶して各種の画像処理を行
う画像処理装置と、この画像処理装置で処理された画像
データを画像信号に変換しこれを表示する表示装置と、
この表示装置に表示された投影画像の関心領域を設定す
る関心領域設定手段と、前記各構成要素に各種の指令信
号を入力する操作器とを備え、前記関心領域設定手段で
設定した領域について拡大又は縮小処理を前記画像処理
装置で行い、この処理した拡大又は縮小した投影画像デ
ータを画像信号に変換してこれを表示する画像表示装置
において、前記画像処理装置に記憶した前記被検体の2
次元投影データを画像信号に変換してこれを前記表示装
置に表示し、この表示された投影画像の拡大又は縮小す
る領域を前記関心領域設定手段で設定し、この設定した
領域に対応する2次元の投影データを用いて前記画像処
理装置で3次元の拡大又は縮小画像データを再構成し、
この再構成された画像データを画像信号に変換してこれ
を前記表示装置に表示するように構成する。
施の形態について詳細に説明する。図1は本発明による
画像表示方法及び装置を2次元のX線検出器と円錐状の
X線ビームを用いたコーンビーム3次元X線CT装置に
適用したシステム構成図である。
T装置は、略中央部に開口部1を有して計測空間を形成
しこの計測空間の周囲を回転する回転部材(図示省略)
を支持するガントリ2と、前記計測空間内に被検体(図
示省略)を載置するテーブル3と、前記回転部材に支持
され前記被検体にX線を照射するX線管4とX線絞り5
とからなるX線源と、このX線源から所望のX線を発生
させ適宜これを制御するX線高電圧装置6と、前記回転
部材に支持され前記被検体を挟んで前記X線管4と対向
する位置に配置されるX線検出器としてのイメージ・イ
ンテンスファイア(以下、I.I.と呼ぶ)7とこの
I.I.の光学像を撮像し電気信号に変換するCCD
(電荷結合素子)カメラ8とからなるX線受像装置と、
このX線受像装置からの電気信号をディシダル信号に変
換すると共に前記CCDカメラ8を制御するCCDカメ
ラ制御器9と、このCCDカメラ制御器9からの画像テ
ータを処理する画像処理装置10と、この画像処理装置
10で処理された画像データを画像信号に変換してこれ
を表示する表示装置11と、前記各構成要素に各種の指
令信号を入力する操作器12とで構成される。
されたX線をX線絞り5で扇状のファンビームを円錐状
のコーンビームに形成してこれを被検体に照射し、該被
検体を透過したX線をイメージ・インテンスファイア
(以下、I.I.と呼ぶ)7による2次元検出器で検出
するようにしたので、一度に広い範囲の2次元の投影デ
ータを計測することができる。
X線受像装置を被検体の周りに回転させることによって
収集することができ、この収集した投影データを画像処
理装置で画像処理を行うことによって3次元の画像を含
む各種の画像の生成を可能とするものである。
CT装置の画像処理装置のハードウェア構成を示す図で
ある。この画像処理装置は、コーンビームCTやX線診
断装置等の画像診断装置の画像データを入出力するイン
ターフェース(I/F)と、前記画像データを一時的に
格納するメモリと、各種の演算処理を行う演算器(CP
U)と、演算処理に必要なテーブルや表示データを記録
するハードディスクとで構成され、これらの処理結果は
表示装置11に表示され、この表示装置11の画面上の
ソフトスイッチの操作は操作器12に設けられたマウ
ス、キーボード等で行われる。
3次元X線CT装置で計測した投影データを表示装置1
1に表示し、この表示画像から拡大又は縮小領域を設定
して、この設定した領域内の投影データを用いて拡大又
は縮小の再構成演算を行い、これによって得られた拡大
又は縮小画像を表示装置に表示するものである。 以
下、その動作を図3の処理フローを用いて説明する。な
お、以下の実施例1では拡大する場合を例にあげて説明
するが、縮小する場合も同様であるので、これについて
の説明は省略する。
拡大した再構成画像を表示するまでの本発明の第1の実
施例のフローを示す図である。
電圧を印加して被検体にX線を照射し、ガントリ2の回
転部材を回転させてX線源とX線受像装置を被検体の周
囲に1回転させる。[ステップ1]
学像に変換する。[ステップ2]
CDメラ素子8に結像させる。[ステップ3]
A/D変換器でCCDカメラ素子6に結像された映像電
気信号をA/D変換してディジタル信号に変換し、投影
画像データを収集する。[ステップ4]
像データを画像処理装置10のメモリに一時格納する。
[ステップ5]
画像処理装置10のハードディスクに保存する。[ステ
ップ6]
に保存した投影画像データをアナログ量に変換して投影
画像信号を生成しこれを表示装置11に表示する。表示
された投影画像13を図4に示す。[ステップ7]
マウスを操作して図4に示した投影像13の拡大再構成
する領域(関心領域ROI)を図5に示すデバイスポイ
ンタ15で点線14で示すように設定し、この設定した
拡大再構成領域を画像処理装置10の演算器CPUに入
力する。この入力した再構成範囲内の拡大投影画像を図
6の16に示す。[ステップ8] (ただし、本発明では3次元の画像再構成の手法とし
て、後に示すようにFeldKamp法「Practical cone-beam
algorithm;L.A.Feldamp,et al.;J.Optical Society of
America,A/Vol.1(6),(1984),pp.612-619」を仮定してい
る。FeldKamp法では、ある患部の画像再構成を行うため
に、1つの方向からのX線によって、その方向に相対す
る検出器のある領域の検出データを用いていても、その
他の方向からのX線によっては、同じ領域の検出器の検
出データを用いるとは限らない。従って、[ステップ
9]によって再構成範囲14(ROI)を入力する際に
は、対象とする患部そのものとほぼ同じ大きさの再構成
範囲14(ROI)を入力するのではなく、十分大きめ
に入力する必要がある。その場合、対象とする患部がX
線源や2次元検出器の回転軸に近いところにあると思わ
れる場合には、割合小さな再構成範囲14(ROI)で
も十分であるが、患部が回転軸から遠いところにあるに
したがって、再構成範囲14(ROI)も大きくする必
要がある)
ント17に対して操作器12の外部入力手段を操作し、
図8に示すサジタル面と、図9に示すコロナル面と、図
10に示すアキシャル面のどの面を基準にして切り出し
て画像処理装置9のハードディスクに保存するかを選択
する再構成面の入力を行う。なお、再構成面の選択に用
いる表示装置11に表示するコンポーネントは、図7に
示すラジオボタン17の他に図11に示すエディットボ
ックス19や図12に示すコンボボックス20等も選択
手段として用いても良い。[ステップ10]
ポーネント18に対して操作器12の外部入力手段を操
作し、後述の[ステップ13]で行う再構成面の切りだ
し後、その内何枚目から何枚目までを画像処理装置10
のハードディスクに保存するかを入力する。[ステップ
10]
囲14のデータに対して公知のFeldKamp法を用いて拡大
再構成演算処理を行い、作成された3次元のボクセルデ
ータを画像処理装置10のメモリに格納する。[ステッ
プ11]
た3次元のボクセルデータを[ステップ9]で選択した
再構成面にしたがって図8、図9、図10のように切り
出す。[ステップ12]
画像保存枚数にしたがって[ステップ12]によって切
り出された再構成画像データのうちの何枚目かを画像処
理装置10のハードディスクに保存する。[ステップ1
3]
に保存された拡大再構成画像データを画像に変換してこ
れを表示装置10に表示する。[ステップ14]
る。実施例1では、選択した再構成範囲の画素数が投影
全画像の画素数に比べて非常に少ないので、[ステップ
11]における再構成演算処理時間を短縮することがで
きる。なお、上記実施例1では拡大する場合について説
明したが、縮小する場合も同様であるので、これについ
ての説明は省略する。
ーを図3の点線部に示す。この実施例2は、システム構
成と画像処理装置のハードウェア構成は同じであるが、
撮影から再構成画像の表示までのフローが上記実施例1
と少し異なる。すなわち、図3の実施例1のステップ8
の処理を[ステップ8’]と[ステップ8”]で行うも
のである。以下、この[ステップ8’]と[ステップ
8”]について説明する。
力した拡大再構成する領域(関心領域ROI)14内の
データに対して、何倍の拡大を行うかを操作器12の外
部入力手段を用いて入力し、その数値に応じて拡大処理
を行う。例えば、拡大倍率が3の場合には、10×10
の画素は30×30の画素になる。ただし、図5におけ
る表示コンポーネントは省略する。[ステップ8’]
対してどのような画像処理を行うか(グラディエーショ
ン等)を操作器12の外部入力手段をを用いて入力し、
拡大再構成画像処理を行う。ただし、図5における表示
コンポーネントは省略する。[ステップ9”] この実施例2においても実施例1と同様の効果が得ら
れ、かつ表示コンポーネントを省略できる。
I.とCCDカメラ素子で構成されたものについて説明
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例え
ばシンチレータと光検出素子等とを組み合わせた2次元
検出器によるX線受像手段を用いても良い。また、X線
源と2次元検出器を有するX線受像装置とを支持して被
検体の投影データを収集する手段は、上記実施例に限定
されるものではなく、3次元画像を生成するのに十分な
投影データを収集するものであれば、例えばC字形アー
ムのようなものでも可能である。
り画像再構成の際に用いるデータの領域(再構成範囲)
を限定するようにしたので、関心領域の拡大、縮小演算
時間が短縮され、即時に拡大、縮小画像を表示すること
ができるという効果が得られる。
ーム3次元X線CT装置に適用したシステム構成図。
処理装置のハードウェア構成を示す図。
本発明の第1の実施例のフローを示す図。
像を示す図。
トと再構成面の切りだし後の保存枚数を設定するエディ
ットボックスコンポーネントを示す図。
X線管装置、5 X線絞り装置、6 X線高電圧装置、
7 イメージインテンシファイア、8 CCDカメラ、
9 CCDカメラ制御器、10 画像処理装置、11
表示装置、12操作器、13 撮影によって得られる2
次元投影画像、14 関心領域(再構成領域)、16
撮影によって得られる2次元投影画像の拡大画像、17
再構成面選択ラジオボタンコンポーネント、18 再
構成画像保存枚数入力エディットボックスコンポーネン
ト、19 再構成面選択エディットボックスコンポーネ
ント、20 再構成面選択コンボボックスコンポーネン
ト
Claims (2)
- 【請求項1】 被検体に円錐状のX線を照射するX線照
射手段と、前記被検体を挟んで前記X線照射手段と対向
する位置に配置され前記被検体の2次元の透過X線を検
出する2次元X線検出手段を含む2次元撮像手段と、前
記X線照射手段と前記2次元撮像手段を前記被検体の周
りに回転させる回転手段と、この回転手段を回転させて
前記2次元撮像手段により撮像した前記被検体の投影デ
ータを入力しこれを記憶して各種の画像処理を行う画像
処理装置と、この画像処理装置で処理された画像データ
を画像信号に変換しこれを表示する表示装置と、この表
示装置に表示された画像の関心領域を設定する関心領域
設定手段と、前記各構成要素に各種の指令信号を入力す
る操作器とを備え、前記関心領域設定手段で設定した領
域について拡大又は縮小処理を前記画像処理装置で行
い、この処理した拡大又は縮小した画像データを画像信
号に変換してこれを表示する画像表示方法において、 前記2次元の投影データを記憶するステップと、この記
憶した2次元の投影データを画像信号に変換しこれを表
示するステップと、この表示された投影画像の拡大又は
縮小する領域を設定するステップと、該拡大又は縮小領
域に対応する2次元の投影データを読み出すステップ
と、この読み出した2次元の投影データから拡大又は縮
小した2次元画像データを3次元再構成するステップ
と、この再構成された3次元の画像データを画像信号に
変換しこれを表示するステップと、より成る画像表示方
法。 - 【請求項2】 被検体に円錐状のX線を照射するX線照
射手段と、前記被検体を挟んで前記X線照射手段と対向
する位置に配置され前記被検体の2次元の透過X線を検
出する2次元X線検出手段を含む2次元撮像手段と、前
記X線照射手段と前記2次元撮像手段を前記被検体の周
りに回転させる回転手段と、この回転手段を回転させて
前記2次元撮像手段により撮像した前記被検体の投影デ
ータを入力しこれを記憶して各種の画像処理を行う画像
処理装置と、この画像処理装置で処理された画像データ
を画像信号に変換しこれを表示する表示装置と、この表
示装置に表示された画像の関心領域を設定する関心領域
設定手段と、前記各構成要素に各種の指令信号を入力す
る操作器とを備え、前記関心領域設定手段で設定した領
域について拡大又は縮小処理を前記画像処理装置で行
い、この処理した拡大又は縮小した画像データを画像信
号に変換してこれを表示する画像表示装置において、 前記画像処理装置に記憶した前記被検体の2次元投影デ
ータを画像信号に変換してこれを前記表示装置に表示
し、この表示された投影画像の拡大又は縮小する領域を
前記関心領域設定手段で設定し、この設定した領域に対
応する2次元の投影データを用いて前記画像処理装置で
3次元の拡大又は縮小画像データを再構成し、この再構
成された画像データを画像信号に変換してこれを前記表
示装置に表示するように構成することを特徴とする画像
表示装置。
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JP2000348438A JP2002143150A (ja) | 2000-11-15 | 2000-11-15 | 画像表示方法及び装置 |
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JP2000348438A JP2002143150A (ja) | 2000-11-15 | 2000-11-15 | 画像表示方法及び装置 |
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JP2002143150A5 JP2002143150A5 (ja) | 2007-12-06 |
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