JP2005523796A - コンピュータ断層撮影の方法及び装置 - Google Patents
コンピュータ断層撮影の方法及び装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005523796A JP2005523796A JP2004502254A JP2004502254A JP2005523796A JP 2005523796 A JP2005523796 A JP 2005523796A JP 2004502254 A JP2004502254 A JP 2004502254A JP 2004502254 A JP2004502254 A JP 2004502254A JP 2005523796 A JP2005523796 A JP 2005523796A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- computer
- imaging
- data
- computers
- processing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T1/00—General purpose image data processing
- G06T1/20—Processor architectures; Processor configuration, e.g. pipelining
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T11/00—2D [Two Dimensional] image generation
- G06T11/003—Reconstruction from projections, e.g. tomography
- G06T11/006—Inverse problem, transformation from projection-space into object-space, e.g. transform methods, back-projection, algebraic methods
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2211/00—Image generation
- G06T2211/40—Computed tomography
- G06T2211/428—Real-time
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S378/00—X-ray or gamma ray systems or devices
- Y10S378/901—Computer tomography program or processor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Algebra (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
コンピュータ断層撮影撮像装置は、投影データを捕捉するCT撮像スキャナを含む。データ捕捉電子機器はCTスキャナと通信し、捕捉コンピュータはデータ捕捉電子機器を介して投影データを受信する。通信ネットワークは、捕捉コンピュータ及び少なくとも1つの追加的なコンピュータと通信する。少なくとも1つの追加的なコンピュータは、選択された投影データを選択された画像表現へ再構成する計算パイプラインを定義するよう、データ捕捉コンピュータ及び通信ネットワークと協働する。
Description
本発明は、医用撮像技術に関連する。本発明は、回転X線源を用いるコンピュータ断層撮影(CT)法に関連し、これについて特に参照して説明する。しかしながら、本発明はまた、磁気共鳴撮像(MRI)、陽電子放出断層撮影(PET)、単光子放出コンピュータ断層撮影(SPECT)、超音波画像診断等の他の種類の医用撮像法に関連する用途もある。
コンピュータ断層撮影(CT)撮像法は、被検体の内部特徴の非侵襲的な検査を含む多くの領域の用途がある。例えば、CTは、医用撮像だけでなく手荷物検査にも適用可能である。CT撮像では、X線源は、ファン状又はコーン状のX線を検査領域へ送信する。被検体を通る各光線又は経路に沿ったX線は部分的に吸収される。X線源から検査領域を隔てて向かい側に配置される検出器は、検査領域を通って各光線又は経路を横切った後のX線を検出する。検出されたX線強度は、光線に沿ったX線透過性の特性であり、或いは、被検体の前の強度から差し引かれたときは、X線が各光線に沿って検査領域を通過するときに経験する吸収の特性である。各データ線は、一般的にはファン形状の領域に沿った投影データを表わす。一般的には、投影データは畳み込み積分され画像表現へ逆投影されるが、他の再構成技術も知られている。
一般的な近年のCT撮像スキャナは、空間的に延びるくさび(ウェッジ)状、扇(ファン)状、円錐(コーン)状、又は他の形状のX線ビームを生成する高速に回転する(例えば120rpm)X線源を用いる。X線検出器の2次元アレイ又は複数の1次元アレイは、X線ビームの領域に亘って平行にX線を収集するよう配置される。ヘリカルCTでは、X線源は、被検体がCT検査領域内で進行されるのと同時に被検体の周りで連続的に回転する。ヘリカル配置は、被検体に対して螺旋状のX線源の動きを行う。
空間的に延在するX線源の速い回転速度と、延在するX線ビーム領域を横切る平行な検出と、連続的なヘリカルデータ取得の組合せは、CT撮像スキャナ内へ移され、CT撮像スキャナは、非常に大きいデータ取得レートで膨大な量の投影データを生成する。望ましくは、投影データは、CT撮像がリアルタイム撮像に似た方法で生ずるよう、同様に高速に画像表現へ再構成される。しかしながら、従来の再構成方法及び装置では、データの流入に追いつくための苦心があった。
CTスキャナは、一般的には、夫々が再構成処理の部分のためにカスタム設計された1つ又はそれ以上のラックに入った再構成ハードウエアを含む。例えば、専用プロセッサはデータを層間変換(リビニング)する。1つ又はそれ以上のアレイプロセッサは、各データラインを畳み込み積分関数又はフィルタ関数で畳み込み積分する。他の専用ハードウエアユニットは、各フィルタリングされたデータラインを画像メモリへ逆投影する。スパイラルデータ再構成では、更なるハードウエアが、縦にずらされているが軸方向には整列したデータを重み付けし、組み合わせる。様々な他のデータ操作が他の専用ハードウエア構成要素で実行される。
再構成処理ハードウエアパイプラインパラダイムは、多くの不利点がある。処理路がハードウエア内で定められるため、比較的柔軟性が低い。速度を高めるため又は更なる可能性を追加するために再構成パイプラインをアップグレード又は拡張することは、少なくとも1つのハードウエア構成要素の交換又は追加を必要とする。新しい又は改善されたパイプライン特徴又は能力の開発も同様に妨げられる。新しいハードウエアは、物理的に(即ち結合的に)且つ論理的に(即ち入力/出力データフォーマットに関して)パイプラインに「当てはまる(fit into)」ように構成されねばならない。
更に、ハードウエアパイプラインパラダイムは、撮像システム全体に亘る再構成資源の最適な割り当てを容易にサポートするものではない。異なるCT撮像システムの再構成構成要素の相互接続は、困難であるか不可能である。一般的には、第2のCT撮像システムは、第1のCT撮像スキャナに関連付けられるハードウエアパイプラインにアクセスすること又は使用することができない。
一般的なCT動作では、実際の走査時間が短い一方で、様々な臨床的な面に注目する他の再構成を行うためにかなりの時間が費やされる。従って、夫々が別個の独立した再構成ハードウエアを有する2つのCTスキャナを有するCT設備では、一般的にはCT設備の全再構成処理能力の約半分のみが所定の時間に行われる。
従来の方法及び装置の更なる他の不利点は、他の再構成アルゴリズムが、しばしば再構成パイプライン中で追加的な又は異なる専用ハードウエアを必要とすることである。医師又は他の医療分析者が例えば臨床上重要な画像特徴に注目するために医用CT撮像データの代わりの又は部分的な再構成を行うことを望む場合、医師又は分析者は、同じ再構成パイプラインを用いて、選択された後処理再構成を行う。この後処理中、CT撮像システムの動作は一時停止される。更に、医師による標準的でない再構成が代わりの又は更なるハードウエアを必要とする場合、パイプラインは適切に再構成されねばならない。逆に、スキャナが撮像のために使用中であれば、再構成パイプラインは他の医療関係者には利用可能でない。
本発明は、上述の及び他の制限を克服する改善された装置及び方法について考えるものである。
本発明の1つの面によれば、診断撮像データから少なくとも1つの診断画像を再構成する方法が提供される。第1の計算パイプラインが定義される。第1の計算パイプラインは複数の第1の実行ユニットへ分割される。第1の実行ユニットは対称マルチプロセッサシステム全体に分散される。第1の診断撮像データは第1の実行ユニットを用いて処理される。複数の第1の実行ユニットの結果は第1の画像再構成を得るよう組み合わされる。
本発明の他の面によれば、画像診断を行う装置が開示される。撮像データを生成するよう撮像手段が設けられる。撮像手段によって生成される撮像データを記憶するよう不揮発性記憶手段が設けられる。複数の汎用プロセッサは、撮像手段によって生成される撮像データを再構成する画像再構成方法を実行するようコンピュータプログラムを選択的に実行するよう、コンピュータプログラムを記憶する記憶媒体と協働する。再構成方法は、夫々が選択された再構成タスクを実行する複数の実行ユニットを定義し、複数の汎用プロセッサ間で実行ユニットを分散させ、画像再構成を計算するよう汎用プロセッサを用いて実行ユニットを実行することを含む。
本発明の1つの利点は、改善された画像再構成速度のために画像処理資源をよりよく割り当てることである。
本発明の他の利点は、画像設備能力を更新し、アップグレードし、変更することについての改善された柔軟性にある。
本発明の他の利点は、設備内の撮像設備の資源の改善された相互接続性にある。
本発明の他の利点は、幅広い範囲の製品のパフォーマンス及び費用の目的を満たすよう容易にマップされるようなスケーラブルなモジュール式設計にある。
本発明の更なる他の利点は、ハードウエアに関する柔軟性にある。再構成パイプラインは、専用再構成ハードウエアではなく汎用プロセッサ及び/又はコンピュータから構成される。しかしながら、汎用構成要素を用いて構成される再構成パイプラインもまた、利用可能であるならば専用ハードウエアを組み込みうる。
本発明の更なる他の利点は、CT又は他の種類の撮像設備のますます増加する開発又はアップグレードを推奨するモジュール式設計である。
本発明の多数の更なる利点及び利益は、望ましい実施例の以下の詳細な実施例を読むことにより当業者によってより明らかとなろう。本発明は、様々な構成要素及び構成要素の配置、並びに、様々な段階及び段階の配置の形を取りうる。図面は、望ましい実施例を例示するためだけのものであって、本発明を制限するものと考えられてはならない。
図1を参照するに、典型的なコンピュータ断層撮影設備40は、X線源46、48及び1次元又は2次元検出器アレイ50、52を用いる2つのコンピュータ断層撮影(CT)スキャナガントリ42、44を含む。図1に示す2つのCT撮像スキャナ42、44は実質的に同様であるが、撮像スキャナは異なる構成であってもよい。一方又は両方のスキャナ42、44は、コーンビーム・ヘリカル式、マルチスライス・ウェッジ式、又は他の形式を使用しうる。更に、設備40は2つのスキャナ42、44に限られるものではなく、単一のCTスキャナのみ、3つのスキャナ、4つのスキャナ等の任意の数のスキャナを含みうる。
当業者は、本発明はX線源を使用するコンピュータ断層撮影スキャナに限られるのではなく、磁気共鳴撮像(MRI)スキャナ、陽電子放出断層撮影(PET)スキャナ、単光子放出コンピュータ断層撮影(SPECT)スキャナ等の他の撮像スキャナにも適用可能である。本発明は、画像スライス表現、3次元画像ボリューム表現、最大強度投影(MIP)、3次元サーフェスレンダリング又は他の種類の画像表現への再構成のために大量の撮像データを高いデータ捕捉レートで生成する実質的にいかなる画像診断スキャナとも適合しうる。本発明は、画像が略リアルタイムで利用可能であるよう高速に画像再構成を行うことが有用である空港での手荷物検査や医用画像診断といった用途に特に適している。
引き続き図1を参照するに、CT撮像設備40は更に、図示の実施例では4つのコンピュータ601、602、603、604である複数のコンピュータ60を含む。コンピュータ60は、望ましくは夫々が、パーソナルコンピュータ(PC)、ワークステーションコンピュータ等の汎用コンピュータである。各コンピュータ60は、技術分野では中央処理装置(CPU)と称されることのある1つ又はそれ以上の汎用プロセッサを含む。コンピュータ60はまた、1つ又はそれ以上のランダムアクセスメモリ(RAM)チップ又は他のダイナミック高速アクセス記憶素子(構成要素は図示せず)の形のダイナミックメモリを含む。
高速な再構成レートを達成するために、例えば複数のネットワーク接続されたシングルプロセッサコンピュータ、単一のマルチプロセッサコンピュータ、又は複数のネットワーク接続されたマルチプロセッサコンピュータによって実現される複数の相互接続された汎用プロセッサが使用される。例えば、実施例は、2つの550MHzプロセッサ又は8つの550MHzプロセッサ(例えばインテル社から入手可能なPentium(登録商標)P3−550プロセッサ)を有するマルチプロセッサコンピュータを用いて構築されている。1つの実施例はまた、デュアル800MHzプロセッサ(例えばインテル社から入手可能なItanium(登録商標)−800プロセッサ)を用いて構築されている。1つの望ましい実施例は、夫々が3GHzの範囲で動作する2つ又はそれ以上のコンピュータを使用し、各コンピュータが1つ乃至3つのCPU及び約4ギガバイトのRAMを含むことが考えられる。
改善された処理パフォーマンスは、一般的には、設備の構築時に入手可能な殆どの技術的に進んだPC又はワークステーション(例えば最高のCPU速度、コンピュータ中の最大数のCPU、最高のRAM容量等)を用いて得られる。しかしながら、かかる「最先端」のコンピュータは高価である傾向がある。コンピュータ601、602、603、604は相互接続されているため、個々にはあまりパワフルでないものが使用されえ、相互接続された並列処理により改善された処理速度が得られる。望ましくは、コンピュータ60は、FLOPS(1秒当たりの浮動小数点演算命令実行回数)示性数又は同様の基準あたりの費用を最小化するよう選択される。
図1に示すコンピュータ601、604は実質的に同様であり、コンピュータ602、603は、互いには実質的に同様であるが、コンピュータ601、604とは異なる。撮像設備40を形成するとき、異なる数のCPU、異なるCPU速度、異なるRAM容量等を有する非常に異なるコンピュータが組み合わされうる。
コンピュータ60は夫々、Windows(登録商標) NT、UNIX(登録商標)、LINUX又はMacOSオペレーティングシステムといった独立のオペレーティングシステムを含む。様々なコンピュータ601、602、603、604には夫々、異なる種類のオペレーティングシステムがインストールされていてもよい。コンピュータ601、604は夫々、ビデオモニタ621、624、キーボード641、644、マウス(図示せず)等のユーザインタフェース装置を含みうる。コンピュータ602、603は、ユーザインタフェース装置を含まない。各コンピュータ60はまた、ハードディスク、光コンパクトディスク(CD)ポート、取り付けられたプリンタ等(構成要素は図示せず)の従来技術で公知の他の任意の構成要素を含みうる。
コンピュータ60は、コンピュータクラスタを形成するようネットワーク・インタフェース接続(NIC)カード72によって通信ネットワーク70と通信する。図1中、4つのNICカード721、722、723、724は、4つのコンピュータ601、602、603、604と夫々つながれる。望ましくは、設備40の各コンピュータ60が単一のネットワークスイッチ74によって相互接続されるポイント・ツー・ポイント・ネットワーク通信プロトコルが用いられる。ネットワーク70に適した実施例は、100メガバイト毎秒/秒乃至1ギガバイト/秒で動作するポイント・ツー・ポイント・イーサネット(登録商標)を含み、ネットワーク70は、ネットワークスイッチ74を含む。コンピュータ60を相互接続するために専用ネットワークスイッチ74を使用することは、コンピュータクラスタの速度を有利に改善し、コンピュータ60上のネットワーク接続された処理がネットワーク70にかかる重い通信負荷によって鈍化することから隔離する。
設備の構築時に入手可能な最速の(例えば最も高いバイト/秒)ネットワーク及びNICカードを選択することは、一般的には全体のパフォーマンスを改善する。NICカード721、722、723、724が示されているが、ネットワークインタフェース通信機能はコンピュータ60に一体に組み込まれうることが理解されるべきである。コンピュータ602、603はユーザインタフェース装置を含まないが、関連するユーザは、ネットワーク70を介してコンピュータ602、603にアクセスしうる。
ネットワーク接続されたコンピュータ60は、ネットワーク接続用ハードウエア72、74と共に、対称マルチプロセッサシステム(SMS)の典型的な実施例を集合的に形成する。「対称」という修飾語は、コンピュータ60の様々なCPUが、機能的に交換可能な各汎用プロセッサであることを示す。(ここで「機能的に交換可能」とは、「機能的に同様」とは等しくないことが理解されるべきである。例えば、500MHzプロセッサと1GHzプロセッサは、それらが同じ計算を実行しうるのであれば機能的に交換可能である。しかしながら、これらは機能的に同様ではなく、なぜならば他のもの全てが等しいとき、1GHzプロセッサは500MHzプロセッサの2倍の速さで計算を実行するからである)。SMSは、単一のマルチプロセッサコンピュータ又は夫々が1つ又はそれ以上のプロセッサを有する複数のネットワーク接続されたコンピュータといった様々な方法で実現されうる。
PC又はワークステーションを複数のコンピュータ60のうちの少なくとも1つとして使用することは、SMSへアクセスするための都合のよいユーザインタフェース(例えば、モニタ62、キーボード64等)を提供する。ネットワーク70は、遠隔アクセスを提供するため、かかるヒューマン・インタフェース構成要素を有する1つのコンピュータ60は、全てのコンピュータ60にアクセスするのに十分である。従って、コンピュータ602、603等の少なくとも幾つかのコンピュータ60は、任意には、モニタ62、キーボード64、及び他のヒューマン・インタフェース構成要素に直接つながれない。コンピュータ602、603は、遠隔にアクセスされ、ネットワーク70並びに含まれるネットワークスイッチ74及びNICカード722、723を介してSMSに参加する。1つの望ましい実施例では、コンピュータ602、603は、従来の「パーソナルコンピュータ型」の筐体又はケースを含まず、代わりに、空間を節約するために電子機器ラックに搭載されている。
CT撮像設備40のSMSに含まれるコンピュータ60に加えて、ネットワーク70は、典型的なコンピュータ801、802、803といった他のコンピュータ80を任意に相互接続する。コンピュータ80は、コンピュータ60によって形成されるコンピュータクラスタの一部ではない他のネットワーク接続されたコンピュータを含む。例えば、コンピュータ80は、空港のセキュリティ監督者の事務所に配置されるコンピュータ、医師の事務所にあるコンピュータ、汎用又は事務用コンピュータ等を含みうる。これらの他のコンピュータは任意に、ネットワークインタフェース通信(NIC)カード82によって、例えば図示のNICカード821、822、823によって、ネットワーク70に接続される。この配置では、ネットワーク70は、一般的には、病院又は診療所の構内イーサネット(登録商標)等のワイドエリア通信ネットワーク(WAN)である。しかしながら、これらの他のコンピュータ80は、望ましくはネットワーク70のネットワークスイッチ74と直接接続するのではなく、むしろ、他のネットワークスイッチ(図示せず)を介してネットワーク70と接続する。
専用ネットワークスイッチ74をポイント・ツー・ポイント・ネットワークプロトコルと共に使用することは、他のコンピュータ80によって発生されるネットワークトラフィックがSMSの処理を鈍化させることを回避する。また、各コンピュータ60とネットワークスイッチ74の間の分離は、望ましい仕様の範囲内であり、例えば100メートルの分離である。しかしながら、他のコンピュータ80は、医師又は他の認可された人物が画像を検索し、他の画像再構成を要求し、撮像調査を要求し、後処理画像強調を行う等のために撮像設備40に遠隔にアクセスすることを可能とするようネットワーク70を介して設備40と有利に通信する。
CT撮像設備40はまた、より広い病院の通信ネットワークとの接続から恩恵を受けうる。例えば、CT撮像データ、画像再構成、又は他のCT関連の臨床情報は、病院通信ネットワークを介して病院の中央電子患者記録記憶設備へ転送されうる。ネットワーク74ネットワーク70は任意にはまたインターネットへのアクセスを可能とする。やはり、専用ネットワークスイッチ74の使用は、インターネット関連のトラフィックがコンピュータ60によって形成されるコンピュータクラスタ上の処理を鈍化させることを防止する。
他の考えられる実施例(図示せず)では、コンピュータ80のうちの1つは、設備40のための選択された「ホスト」コンピュータとしての役割を果たす。ホストコンピュータは、コンピュータクラスタへの人間のアクセスのためのインタフェース装置(モニタ、キーボード、マウス等)を提供する。この実施例では、全てのコンピュータ60は、任意にインタフェース装置(モニタ62、キーボード64等)を含まず、代わりに、遠隔のホストコンピュータを介した人間であるユーザとのインタフェースを含む。ホストコンピュータは、望ましくはコンピュータ60によって形成されるコンピュータクラスタに含まれず、再構成処理に直接的に参加しない。
他のコンピュータ80は図1中でネットワーク70に接続されて示されているが、追加的なコンピュータ80を省き、設備40がネットワークスイッチ74によって相互接続されるコンピュータ60の隔離されたネットワークを含むようにすることが考えられる。この実施例では、ネットワーク70は実質的にネットワークスイッチ74へと減少される。本発明のモジュール式の性質を維持するため、かかる隔離されたコンピュータクラスタは、任意には後の時間にネットワークスイッチ74を選択された通信ネットワークと相互接続することにより、病院のネットワーク又は他の選択された通信ネットワークと接続される。
引き続き図1を参照するに、各CT撮像スキャナ42、44は、複数のネットワーク接続されたコンピュータ60のうちの1つに関連付けられる。図1の典型的な実施例では、スキャナ42は、捕捉ハードウエア90及び専用通信バス92を介してコンピュータ601と接続し、一方でスキャナ44は捕捉ハードウエア94及び専用通信バス96を介してコンピュータ604と接続する。コンピュータ601は、スキャナ42からのコンピュータ断層撮影データ捕捉を管理する。コンピュータ604は、スキャナ44からのコンピュータ断層撮影データ捕捉を管理する。
捕捉ハードウエア90及び94は、CT投影データの収集のためのリアルタイム処理を提供する。当業者によって知られているように、PC及びワークステーションは、一般的にはリアルタイム計算装置ではない。PCによるCT撮像の直接制御を含むものである以前の実施例では、最大で数百ミリ秒の断続的な遅延があった。従って、図1の例示的な実施例では、専用捕捉ハードウエア90、94はリアルタイムで動作し、計算遅延に対応するためのデータバッファリングを含む。ハードウエア90、94はまた、様々なハードウエア故障に対応するためのフェールセーフモードを含む。既存の実施例では、フェールセーフモードは、影響を受けた放射線源46、48による出力をすぐに中止し、ハードウエア故障の時点までに捕捉された投影データを保存することを行う。しかしながら、特定のハードウエア故障に応じた他の故障モードもまた考えられる。
放射線医用撮像に適用される安全規則は、一般的には、撮像データが指定された短い時間期間、例えばデータ捕捉後約1秒以内に、適当な永久媒体上に記録されることを要求する。これらの規則は、撮像システムの故障の場合に被検体への非必要な放射線照射を制限することを意図したものである。これらの規則に従うために、図1のCT撮像設備は、各データ捕捉コンピュータ601、604に関連付けられるRAID(redundant arrays of inexpensive disks)98、100を含む。捕捉コンピュータ601、604によって受信される投影データは対応するRAID98、100不揮発性記憶装置へすぐに転送される。各RAID98、100は、CT撮像スキャナ42、44の一般的には非常に高速なデータ捕捉レートに追いつくことを可能とする大きいデータ転送帯域幅を有する。
引き続き図1を参照するに、捕捉されたデータは、幾つかの又は全てのネットワーク接続されたコンピュータ60を用いて再構成される。再構成計算を複数のコンピュータに分散させることにより、特別なハードウエアを求めることなく十分な処理速度が得られる。しかしながら、再構成は、任意には特別な加速ハードウエア又は他の特別なディジタル信号処理ハードウエアをこれが利用可能であれば使用する。従って、図1中、コンピュータ602に接続された任意の逆投影カード102が検出され、再構成に使用される。この場合、コンピュータ602は、再構成の逆投影部分に指定され、逆投影カード102への投影データの転送及び逆投影カード102からの処理されたデータの検索を行うための命令を受信する。
再構成に関与する複数のコンピュータ60は、ネットワーク要素70、72及び典型的な逆投影カード102といった任意の加速ハードウエアと一緒に、画像再構成を実行する計算パイプライン104を定義する。パイプライン104は、様々な機能を行う計算スレッド又はスレッド化されたタスクのグループといった複数の実行単位を含む。例えばスレッドである実行単位は、対称マルチプロセッサシステム(SMS)を形成するコンピュータ60のCPUに亘って動的に分散される。分散は、任意の関連付けられる加速ハードウエア102を含む各コンピュータ60の計算能力に基づいて、また、各プロセッサの処理負荷に基づいて、SMSのプロセッサ間でスレッドが分散されるという意味で動的である。
適当な実施例では、再構成パイプラインは、スレッド化されたタスクグループといった複数の実行単位へ配置される。各タスクグループは、プロセッサ上に実装される。パイプバッファは、タスクグループ間に標準化されたインタフェースを提供する。パイプバッファは、別個のモジュールであってもよく、逆投影タスクといった機能タスク中に統合されてもよい。各タスクグループは、例えば、タスクグループが初期化される「get ready」状態、タスクグループがデータを受信する準備ができていることを示す「ready」状態、タスクグループが画像データを現在処理している「reconstruction」状態、及びタスクグループが処理を終了したことを示す「finish」状態を含む幾つかのタスクグループ状態を定義することによって、入力及び出力データに対して同期される。
当業者は、スレッド化されたパイプラインのアプローチが、複数の並列プロセッサを用いた撮像データの並列な再構成処理を可能とすることを認めるであろう。例えば、幾つかの異なるプロセッサ上で同時に実行される幾つかの層間変換(rebinning)タスクグループ・インスタンスが存在しうる。パイプバッファモジュール・インスタンスは、層間変換タスクグループの同時のインスタンスへのデータ又はインスタンスからのデータの転送を管理する。
更に、再構成処理は、処理負荷の変化に応じて動的に割り当て又は再分散(再分配)される。例えば、第1のCT撮像スキャナ42の活動に関連付けられる第1の再構成は、第2のCT撮像スキャナ44の活動に関連付けられる第2の同時の再構成の開始によって生ずる追加的な処理負荷に応じてコンピュータ60のプロセッサ間に再分散される。更なる再分散は、遠隔コンピュータ80のうちの1つを介して医師又は分析者によって開始される第3の再構成又は画像強調操作の処理に応じて生ずる。
同時に実行される再構成及び他の操作の数は、ハードウエアで定められるパイプラインアーキテクチャによって制限されるものではなく、なぜならば再構成はSMS全体で動的に分散され、再分散されるからである。SMSに基づくパイプラインを用いた再分散は、新しいタスクグループインスタンスを作ること、又は既存のタスクグループインスタンスを取り除き、例えばパイプバッファ・モジュール・インスタンスを追加、削除及び/又は再構成することにより、タスクグループ間のスレッド化を変更することを含む。
再構成パイプライン104は、スライス画像表現、3次元ボリューム画像表現、最大強度投影(MIP)、サーフェスレンダリング、一連のシネ画像等の1つ又はそれ以上の画像表現を生成する。画像表現は、任意に、コンピュータ60のうちの1つに関連付けられるハードウエア又は他の記憶媒体(図示せず)に格納される。更に、又は、代わりに、画像表現は、ネットワーク70を介してアクセス可能な病院記録システムといった永久記憶媒体106上に格納される。永久記憶媒体106は、例えば、磁気バックアップテープ又はディスク、又は光コンパクトディスク(CD)でありうる。画像表現はまた、任意に、コンピュータ80(やはり記憶能力を有する)を用いて医師又は他の分析者によって遠隔にアクセスされるか、インターネット又は他のネットワークを介してオフサイトで転送される。
適当な実施例では、画像捕捉及び再構成処理ソフトウエアは、ソフトウエアで割り当てられ符号化される選択されたディスク空間を有する永久記憶媒体106上に具現化される。他の実施例では、捕捉及び再構成処理ソフトウエアはコンピュータ60上に具現化され、各コンピュータは、処理ソフトウエアの複製がその上に符号化されているハードディスク又は他の記憶媒体を含む。更なる他の実施例では、各コンピュータは光ディスクポート(図示せず)を含み、ソフトウエアは光ディスクポートによって読み取り可能なソフトウエア命令で符号化された光ディスク(図示せず)によって担持される。更なる実施例では、捕捉及び再構成処理ソフトウエアは、ネットワーク70のネットワークサーバ(図示せず)上にある。上述の捕捉及び再構成処理ソフトウエアの実施例は、例示的なものにすぎない。当業者は、処理ソフトウエアを具現化するためにSMSに対して他の方法で配置された他の記憶媒体を選択しうる。
これらの典型的な実施例のいずれにおいても、適当な処理ソフトウエア又はその部分は、システム起動中に、又は、データ捕捉或いは画像再構成の開始に応じて、SMS設備40を形成するコンピュータ60のワーキングダイナミック(例えばRAM)メモリへロードされる。処理ソフトウエアの再構成用の構成要素は、利用可能な再構成ハードウエア(例えば各コンピュータのプロセッサ641、642、643、644及び逆投影加速ハードウエア102)を検出し、各利用可能なハードウエア要素の使用を評価し、再構成パイプラインを定義する命令を複数の機能的に相互接続された処理スレッド又はスレッド化されたタスクグループへと適当に分割し、処理スレッドを(いかなるアクセス可能な加速ハードウエア102も考慮に入れて)SMSのプロセッサ間で分散させ、分散された処理スレッドに捕捉された又は格納された投影データを処理することを実行させる、命令又はモジュールを含む。
上述の分散された処理をC、C++、又は他のプログラム言語で書かれた1つ又はそれ以上のコンピュータプログラムへ減少させることは、実質的にインターネットサーバ操作といった他の知られている分散された計算アプリケーションのソフトウエアを減少させることに似ており、従って、利用可能な計算設備の検出及び評価、パイプラインをスレッド又はスレッド化されたタスクグループへ分割すること、並びに、これを利用可能な計算設備全体で分散させることを、コンピュータプログラムコードへ減少させる適当な技術に似ている。
分散されたコンピュータプログラムモジュール又は要素は、全てが単一のプログラム言語で書かれる必要はないことが認められるべきである。更に、マルチプロセッサコンピュータは、一般的には、スレッド化された計算タスクをCPU全体に分散させる適当なファームウエアを含む。この既存のファームウエアは、望ましくはスレッド化されたタスクグループの分散をマルチプロセッサコンピュータ内で行うときに用いられる。
設備40はモジュール式である。捕捉及び再構成機能を維持しつつ、選択された構成要素を一定の限界内で加えること又は差し引くことができる。例えば、システムは、元々は、構成要素が第2のスキャナ44に特に関連付けられることなく構築されたものでありうる。スキャナ44、関連付けられた捕捉コンピュータ604及びそのNICカード724、捕捉ハードウエア94及び通信バス96、並びにRAID100を含むこれらの構成要素は、図1中の点線の囲み線108によって示されている。CT設備40のますます増加する構成では、構成要素108のない初期のシステムは、単一のCT撮像スキャナ42と3つのコンピュータ601、602、603のみを含む。夫々がデュアルPentium(登録商標)P−4 2.2GHzプロセッサ(インテル社から入手可能)を有する3つのコンピュータを使用する現在の既存の実施例は、1秒当たり約50枚の典型的なCT画像スライスを再構成する。
病院又は診療所が、点線108によって集合的に示された第2のCT撮像スキャナ44及び関連する構成要素を後に取得した場合、これらの構成要素は図1に示す2つのスキャナの設備40を形成するよう既に存在する単一スキャナ設備へ完全に統合される。既存のPCコンピュータを用いた現在の既存の実施例では、処理パイプライン104に加えられた各追加的なコンピュータは、計算速度に1秒当たり約17画像を加えることが分かっている。従って、第2のスキャン44を含むモジュール式構成要素108によって加えられるデータ捕捉スループットを改善させることに加え、モジュールを加えること108はまた、第2のスキャナが再構成を行っていないときはいつでも第1のスキャナのデータの再構成速度を高める。同様に、新しいスキャナ44は、その画像を処理するためのコンピュータ601、602、603を含む既に存在するコンピュータフレームワークから恩恵を受ける。第3、第4、第5等のスキャナは、図1に示す設備40に同様にモジュール式に追加されうる。設備40はまた、追加的なコンピュータを追加することにより、又は、おそらくは追加的なプロセッサを含むより高速のマシンへと既存のコンピュータをアップグレードすることにより、2つのスキャナの配置を維持しつつ改善されうる。
当業者は、ここで与えられる再構成速度、即ち3つのコンピュータを用いたときに1秒当たり約50画像、4つのコンピュータを用いたときに1秒当たり約67画像は、典型的なものにすぎないことを認識するであろう。実際に達成される再構成速度の大きい変化は、コンピュータの種類及び速度、コンピュータ毎のプロセッサの数、加速ハードウエアの追加、及び同様の要因に依存する。
図2を参照するに、3つのコンピュータを用い、加速ハードウエアのない単一の再構成プロセスについての典型的な処理パイプラインが示されている。捕捉コンピュータ150は、投影データを捕捉するとき(152)、CT撮像スキャナ(図2には図示せず)と協働する。生データは、望ましくは出来る限りすぐに、例えば医用撮像安全規則に従って約1秒以内に、RAID記憶装置に書き込まれる(154)。生データは前処理される(156)。前処理(156)は、データ収集(152)中に導入されるアーティファクトを補正する物理的補正、マシンの幾何学的アーティファクトを補正する幾何学的補正、角度的なデータ層間変換、データソート等を含む。
前処理された投影データは、捕捉コンピュータ150と、「CPU#1」160及び「CPU#2」162で示される2つのCPUを有する「コンピュータ#2」で示される第2のコンピュータと、「コンピュータ#3」164で示される第3のコンピュータとの間で分散される計算パイプラインを用いて再構成される。パイプラインの畳み込み積分、アンチエイリアシング、及び逆投影部分は、典型的な実施例では計算スレッドである3つの実行単位へ分割される。第1のスレッドは、捕捉コンピュータ150上で実行されるスレッド化されたタスクグループ、即ち、「畳み込み積分スレッド1」170、「アンチエイリアシングスレッド1」172、及び「逆投影スレッド1」174を含む。第2のスレッドは、コンピュータ#2(158)の第1のCPU#1(160)で実行されるスレッド化されたタスクグループ、即ち、「畳み込み積分スレッド2」180、「アンチエイリアシングスレッド2」182、及び「逆投影スレッド2」184を含む。第3のスレッドは、コンピュータ#2(158)の第2のCPU#2(162)で実行されるスレッド化されたタスクグループ、即ち、「畳み込み積分スレッド3」190、「アンチエイリアシングスレッド3」192、及び「逆投影スレッド3」194を含む。コンピュータ#3(164)は、画像バランス調整タスク200を実行する。
4つのプロセッサ150、160、162、164は夫々、処理速度が高められるよう、それらのタスクを実質的に独立且つ同時に実行することが認識される。データのボトルネックにより幾らかの遅延が導入されうるが、例えば、コンピュータ#3(164)上で実行される画像バランス調整200は、捕捉コンピュータ150及びコンピュータ#2(158)上で実行される畳み込み積分/逆投影スレッドが遅延される場合は、遅延されうる。しかしながら、スレッドの並列処理は、特に、処理負荷を実質的にバランス調整するためにスレッドがコンピュータ150、158、164全体に分散されるときは、多くの主な場合に処理速度をかなり改善させる。
望ましい実施例では、再構成処理ソフトウエアは、利用可能なコンピュータ150、158、164及び各コンピュータ(例えばコンピュータ#2(158)のデュアルプロセッサ形態)の能力を識別し、それに従って処理タスクを分散する。コンピュータ#2(158)は、スレッド及び他の計算タスクをその2つのCPU160、162間で分散させる統合されたファームウエアを含み、従って再構成処理ソフトウエアは望ましくはこの既存のファームウエアを利用する。
図3を参照するに、第1のCTスキャナ(図3には図示せず)によって捕捉される画像データ(152)を再構成する計算パイプラインは、望ましくは処理負荷の変化に応じてコンピュータ150、158、164間で動的に再分散される。図3の典型的な実施例では、コンピュータ#3は、第2のCTスキャナ(図3には図示せず)のための第2の捕捉コンピュータ#2として動作する。図3は、第2のCTスキャナを用いたデータ捕捉の開始に応じて形成される典型的な再分散計算負荷を示す。
捕捉コンピュータ#2として動作するコンピュータ#3(164)は、第2の投影データ捕捉を実行するとき(220)、第2のCTスキャナと協働する。この第2のデータは、望ましくはできるかぎりすぐに、例えば医用撮像安全規則に従って約1秒以内に、RAID記憶装置に書き込まれる(222)。生データは前処理される(224)。前処理(224)は、データ収集(220)中に導入されるアーティファクトを補正する物理的補正、マシンの幾何学的アーティファクトを補正する幾何学的補正、角度的なデータリビニング、データソート等を含む。
第2のデータ捕捉220は、元々のデータ捕捉152には関連しないことが認められるべきである。例えば、第1のデータ捕捉152は一連の心臓スパイラルCT撮像であり、第2のデータ捕捉220はマルチスライス脳スキャンでありうる。CTスキャナ及びMRIスキャナといった異なる種類のスキャナを単一の画像診断設備に統合することも考えられる。
前処理された第2の投影データは、コンピュータ#3(164)とコンピュータ#2(158)の2つのプロセッサ160、162の間で分散される第2の計算パイプラインを用いて再構成される。第2のパイプラインの畳み込み積分、アンチエイリアシング、及び逆投影部分は、2つのスレッドへ分割される。典型的な第2の再構成パイプラインの第1のスレッドは、第2の捕捉コンピュータ、即ちコンピュータ#3(164)で実行され、タスクグループ、即ち、「畳み込み積分(第2のデータ)スレッド1」226、「アンチエイリアシング(第2のデータ)スレッド1」228、及び「逆投影(第2のデータ)スレッド1」230を含む。第2のスレッドは、コンピュータ#2(158)の第1のCPU#1(160)で実行され、タスクグループ、即ち、「畳み込み積分(第2のデータ)スレッド2」232、「アンチエイリアシング(第2のデータ)スレッド2」234、及び「逆投影(第2のデータ)スレッド2」236を含む。コンピュータ#2(158)の第2のCPU162は、タスク238として、第2のデータ画像再構成のための画像バランス調整を行う。
第2のデータ捕捉及び再構成の開始から生ずる高まった処理負荷により、第1のパイプライン(図2のタスク170、172、174、180、182、184、190、192、194を含む)は、図3に示すように再分散される。捕捉コンピュータ150上で実行される第1のスレッドは、タスク、即ち、「畳み込み積分スレッド1」250、「アンチエイリアシングスレッド1」252、及び「逆投影スレッド1」254を含む。コンピュータ#2(158)の第1のCPU#1(160)で実行される第2のスレッドは、タスク、即ち、「畳み込み積分スレッド2」260、「アンチエイリアシングスレッド2」262、及び「逆投影スレッド2」264を含む。画像バランス調整タスク266は、コンピュータ#2(158)の第2のCPU162上で実行される。
追加的な負荷に応じて第1の再構成パイプラインを再分散させるとき、多数の同時に実行される畳み込み積分/アンチエイリアシング/逆投影スレッドは、図2中の3つから図3中の2つへ減少されることが認識される。これは、一般的には、第1の再構成パイプラインについてのより遅いスループットを生じさせる。しかしながら、捕捉コンピュータ150、CPU#1(160)、CPU#2(162)、コンピュータ#3(164)を含むSMSは、図3中では2つの同時に実行される再構成インスタンスを実行しているのに対して、図2中では1つのみの再構成インスタンスを実行しており、再分散は、2つの同時の再構成のためのSMS上の処理を最適化する。処理ソフトウエアは、例えば以前に捕捉されたデータの特別な再構成を行う医療分析者によって開始される追加的なパイプラインといった追加的な再構成パイプラインを調和させるために処理負荷を同様に再分散させうる。
図4を参照するに、3つのコンピュータ及び逆投影加速ハードウエアを用いるCT画像捕捉及び再構成について説明する。SMSは、3つのシングルプロセッサコンピュータ、即ち、捕捉コンピュータ300、「コンピュータ#2」302で示される第2のコンピュータ、「コンピュータ#3」304で示される第3のコンピュータを含む。コンピュータ#2(302)は、それに接続された逆投影カード306を有する。
捕捉コンピュータ300は、適用可能な安全基準に従ってRAID記憶装置へ高速に格納される(310)CTデータ308を捕捉するためにCTスキャナ(図4には図示せず)と協働する。物理的及び幾何学的な補正といった適切なデータ補正が適用される(312)。
再構成パイプラインは、コンピュータ#2(302)及びコンピュータ#3(304)へ分散される。再構成処理ソフトウエアは、逆投影カード306を検出する。加速ハードウエア306は逆投影速度を高めるため、再構成ソフトウエアは、画像バランス調整タスク326をコンピュータ#3(304)上の割り当てと共に、畳み込み積分タスク320、アンチエイリアシングタスク322、及び逆投影タスク324を含む単一の畳み込み積分/アンチエイリアシング/逆投影スレッドのみをコンピュータ#2(302)上に割り当てる。逆投影タスク324は、望ましくは逆投影を直接実行しない。むしろ、これは、受信された投影データを逆投影カード306の要件に従うようフォーマットし、フォーマットされた投影データを逆投影カード306へ伝送し、そこから逆投影されたデータを取り出すインタフェースユニットとしての役割を果たす。
図4の実施例は、例示的なものにすぎない。他の種類のディジタル信号処理ハードウエアは、入力データをフォーマットし、専門ハードウエアへ伝送し、処理されたデータをそこから受信する適当なタスクグループ構成要素を用いて分散されたパイプラインへ同様に組み込まれうる。
図1を参照して上述したプロセッサの捕捉及びモジュール性に加え(例えばCTスキャナ又は処理コンピュータの任意の追加又はアップグレード)、SMS上で分散された再構成処理パイプラインを使用することは、再構成処理能力のモジュール化も容易とすることが認められる。新しい再構成アルゴリズム、新しいデータ処理段階等の追加は、ソフトウエアアップグレードを用いて容易に達成される。技術分野で知られているように、ソフトウエアアップグレードは、一般的には、ハードウエアのアップグレードよりも単純であり、より費用効果的である。混合されたハードウエア/ソフトウエアアップグレードもまた容易とされる。例えば、図4の典型的な実施例では、逆投影カード306のアップグレードは、単に、カード306を新しい逆投影カードと置き換え、逆投影ドライバスレッド324を更新するソフトウエアアップグレードをインストールすることを含む。新しい又はアップグレードされた再構成処理能力の開発は、同様に簡単化される。
当業者は、本発明がCT撮像設備に限られるものではないことを認識するであろう。磁気共鳴撮像(MRI)スキャナ、陽電子放出断層撮影(PET)スキャナ等を用いる他の種類のセキュリティ及び画像診断もまた同様に恩恵を受ける。本発明はまた、逆投影再構成技術に限られるものではない。MRIデータと共に共通に用いられる逆FFT変換方法といった他の再構成方法は同様に、複数の汎用プロセッサ上で実行される分散されたソフトウエアパイプラインとして実現されうる。
Claims (21)
- 診断撮像データから少なくとも1つの診断画像を再構成する方法であって、
第1の計算パイプラインを定義する段階と、
前記第1の計算パイプラインを複数の第1の実行ユニットへ分割する段階と、
前記第1の実行ユニットを対称マルチプロセッサシステム全体に分散させる段階と、
前記第1の実行ユニットを用いて第1の診断撮像データを処理する段階と、
第1の画像再構成を得るよう前記複数の第1の実行ユニットの結果を組み合わせる段階とを有する、方法。 - 第2の計算パイプラインを定義する段階と、
前記第2の計算パイプラインを複数の第2の実行ユニットへ分割する段階と、
前記第2の実行ユニットを対称マルチプロセッサシステム全体に分散させる段階と、
前記第2の実行ユニットを用いて第2の診断撮像データを処理する段階と、
第2の画像再構成を得るよう前記複数の第2の実行ユニットの結果を組み合わせる段階とを更に有する、請求項1記載の方法。 - 前記第2の実行ユニットを分散させる段階は、
前記第1及び第2の実行ユニットの組み合わされた分散が、前記対称マルチプロセッサシステムの計算資源の利用を最適化するよう、前記第1の実行ユニットを再分散させる段階を含む、請求項2記載の方法。 - 前記第1の計算パイプラインを複数の第1の実行ユニットへ分割する段階は、
前記対称マルチプロセッサシステムの各プロセッサを検出し、
各検出されたプロセッサの処理負荷を評価し、
少なくとも前記検出されたプロセッサの数及び各プロセッサの評価された処理負荷に基づいて、前記第1の計算パイプラインを複数の第1の実行ユニットへ分割することを含む、請求項1乃至3のうちいずれか一項記載の方法。 - 前記第1の診断撮像データの処理中に各検出されたプロセッサの処理負荷を監視し、
少なくとも1つの検出されたプロセッサの処理負荷の変化に応じて、前記第1の計算パイプラインを前記検出されたプロセッサ間で再分散させるよう、前記分割する段階及び前記分散させる段階を繰り返すことを更に含む、請求項4記載の方法。 - 前記第1の計算パイプラインを複数の第1の実行ユニットへ分割する段階は、
前記対称マルチプロセッサシステムに接続され、前記計算パイプラインの選択された部分を実行するよう構成される加速ハードウエアの位置を見つけること、及び、
前記選択された部分に対応する実行ユニットを前記加速ハードウエアへのデータの転送及びそこからの計算結果の取り出しを行うインタフェースユニットで置き換えることを含む、請求項1乃至5のうちいずれか一項記載の方法。 - 前記診断撮像データは、X線吸収データ、磁気共鳴信号、及び放射性事象検出のうちの1つを含む、請求項1乃至6のうちいずれか一項記載の方法。
- 撮像データを生成する撮像手段と、
前記撮像手段によって生成される撮像データを記憶する不揮発性記憶手段と、
複数の汎用プロセッサと、
コンピュータプログラムを記憶する記憶媒体とを有し、前記記憶媒体及び前記複数のプロセッサは、前記撮像手段によって生成される撮像データを再構成する画像再構成方法を実行するようコンピュータプログラムを選択的に実行するよう協働し、
前記再構成方法は、
夫々が選択された再構成タスクを実行する複数の実行ユニットを定義し、
前記複数の汎用プロセッサ間で前記実行ユニットを分散させ、
前記画像再構成を計算するよう前記汎用プロセッサを用いて前記実行ユニットを実行することを含む、
画像診断を行う装置。 - 前記複数の汎用プロセッサがその中に配置されるマルチプロセッサコンピュータを更に含む、請求項8記載の装置。
- 前記複数の汎用プロセッサがその中に配置される複数のコンピュータを含むコンピュータクラスタと、
前記コンピュータクラスタを相互接続する通信ネットワークとを更に含む、請求項8記載の装置。 - 前記通信ネットワークは、
前記コンピュータクラスタを形成するよう前記複数のコンピュータを相互接続するクラスタ・ネットワーク・スイッチと、
前記コンピュータクラスタ外のコンピュータを相互接続する少なくとも1つの追加的なネットワーク・スイッチとを含み、前記クラスタ・ネットワーク・スイッチと前記少なくとも1つの追加的なネットワーク・スイッチとは、協働して前記通信ネットワークを定義する、請求項10記載の装置。 - 前記複数のコンピュータは夫々、前記コンピュータを前記通信ネットワークとインタフェースするネットワーク・インタフェース・カードを含む、請求項10又は11記載の装置。
- 前記協働する記憶媒体及び前記複数のプロセッサによって実行される画像再構成方法は、前記コンピュータクラスタの各コンピュータを検出することを更に含む、請求項10乃至12のうちいずれか一項記載の装置。
- 前記検出する段階は前記分散する段階に先行し、前記複数のコンピュータのうちの1つ又はそれ以上の前記通信ネットワークへの追加又は前記通信ネットワークからの除去が検出される、請求項13記載の装置。
- 前記通信ネットワークに接続され、前記コンピュータクラスタを遠隔に制御するようプログラムされるホストコンピュータを更に含み、前記ホストコンピュータは前記再構成方法によって生成される画像再構成を受信し、画像強調操作を行い、前記ホストコンピュータは、強調された電子画像表現を人間が見ることの出来る表示へ変換する前記ホストコンピュータに接続された表示モニタを含む、請求項10乃至14のうちいずれか一項記載の装置。
- 前記複数のコンピュータは、処理PCと、前記撮像手段及び前記不揮発性記憶手段に接続された第1の捕捉PCとを含み、前記第1の捕捉PCは、
前記撮像手段を制御し、
前記撮像手段によって生成される撮像データを捕捉し、
前記撮像データの制限された処理を実行し、
前記撮像データのうちの少なくとも幾らかを前記処理PCへ分散し、
画像表現を発生するよう前記データに対して前記再構成方法を協働して実行するよう前記処理PCと通信するようプログラムされる、請求項10乃至14のうちいずれか一項記載の装置。 - 前記複数の汎用プロセッサ及び前記記憶媒体と協働するディジタル信号処理要素を更に含み、前記画像再構成方法は、前記ディジタル信号処理要素を用いて少なくとも1つの実行ユニットの少なくとも一部分を実行することを含む、請求項8乃至16のうちいずれか一項記載の装置。
- 前記コンピュータのうちの1つに搭載された逆投影カードを更に含み、前記画像再構成方法は、前記逆投影カードを用いて少なくとも1つの実行ユニットの少なくとも一部分を実行することを含む、請求項10乃至16のうちいずれか一項記載の装置。
- 第2の撮像データを生成する第2の撮像手段と、
前記第2の撮像手段によって生成された第2の撮像データを記憶する第2の不揮発性記憶手段とを更に含み、
前記記憶媒体及び前記複数のプロセッサは、前記撮像データ及び前記第2の撮像データのうちの少なくとも一方から選択された画像データセットに対して複数の同時画像再構成を行うよう前記コンピュータプログラムの複数の同時インスタンスを選択的に実行するよう協働する、請求項8乃至18のうちいずれか一項記載の装置。 - 前記撮像手段は、CTガントリ、MRIガントリ、PETカメラ、及びSPECTカメラのうちの1つを含む、請求項8乃至19のうちいずれか一項記載の装置。
- 前記コンピュータプログラムは、計算負荷の変化に応じて前記撮像データの再構成中に前記複数の汎用プロセッサ間で前記実行ユニットを再分散させる命令を含む、請求項8乃至20のうちいずれか一項記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US10/136,565 US6907099B2 (en) | 2002-05-01 | 2002-05-01 | Method and apparatus for computed tomography imaging |
PCT/US2003/010890 WO2003094116A1 (en) | 2002-05-01 | 2003-04-09 | Method and apparatus for computed tomography imaging |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005523796A true JP2005523796A (ja) | 2005-08-11 |
Family
ID=29268969
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004502254A Withdrawn JP2005523796A (ja) | 2002-05-01 | 2003-04-09 | コンピュータ断層撮影の方法及び装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6907099B2 (ja) |
EP (1) | EP1504418A1 (ja) |
JP (1) | JP2005523796A (ja) |
AU (1) | AU2003226338A1 (ja) |
WO (1) | WO2003094116A1 (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009511872A (ja) * | 2005-10-05 | 2009-03-19 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 分布させた反復的画像再構成 |
JP2009077959A (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Toshiba Corp | 超音波画像診断装置およびその制御プログラム |
JP2009142500A (ja) * | 2007-12-14 | 2009-07-02 | Toshiba Corp | 医用機器、x線ct装置並びにデータ書込み方法 |
JP2011075552A (ja) * | 2009-10-01 | 2011-04-14 | Toshiba Corp | ポジトロン放射断層撮影システムとその情報処理方法、およびコンピュータ可読媒体 |
JP2011156418A (ja) * | 2011-05-25 | 2011-08-18 | Toshiba Corp | 磁気共鳴イメージング装置 |
JP2011167241A (ja) * | 2010-02-16 | 2011-09-01 | Toshiba Corp | X線ct装置及び演算処理構成設定用制御プログラム |
WO2015087889A1 (ja) * | 2013-12-13 | 2015-06-18 | 株式会社 日立メディコ | 磁気共鳴イメージング装置 |
JP2018510439A (ja) * | 2015-02-13 | 2018-04-12 | 武漢数字派特科技有限公司The Wuhan Digital Pet Co., Ltd | 探知器知能制御システムとその制御方法、及びpet装置 |
Families Citing this family (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4585167B2 (ja) * | 2002-11-29 | 2010-11-24 | 東芝医用システムエンジニアリング株式会社 | X線コンピュータ断層撮影システム |
CA2521138A1 (en) * | 2003-04-02 | 2004-10-21 | Reveal Imaging Technologies, Inc. | System and method for detection of explosives in baggage |
DE10332245B4 (de) * | 2003-07-16 | 2006-07-13 | Siemens Ag | Betriebsverfahren für eine bildgebende medizintechnische Anlage mit online-Ermittlung von Nutzsignalen bei gleichzeitiger permanenter Speicherung von den Nutzsignalen zu Grunde liegenden Mess- bzw. Rohsignalen |
DE10342245A1 (de) * | 2003-09-11 | 2005-04-28 | Siemens Ag | Betriebsverfahren für eine bildgebende medizinische Anlage und für eine Recheneinrichtung sowie hiermit korrespondierende Einrichtungen |
JP4311163B2 (ja) * | 2003-10-17 | 2009-08-12 | 株式会社島津製作所 | 医用画像診断装置 |
JP2005257335A (ja) * | 2004-03-09 | 2005-09-22 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Pet診断システム、検出器、データ処理装置、及び利用者端末におけるpet診断プログラム |
US8888364B2 (en) | 2004-07-30 | 2014-11-18 | Neurologica Corp. | Anatomical imaging system with centipede scanning drive, bottom notch to accommodate base of patient support, and motorized drive for transporting the system between scanning locations |
US8971482B2 (en) * | 2004-07-30 | 2015-03-03 | Neurologica Corp. | Anatomical imaging system with centipede belt drive and bottom notch to accommodate base of patient support |
US20060184027A1 (en) * | 2005-01-06 | 2006-08-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Diagnostic imaging system, magnetic resonance imaging apparatus, and method of diagnostic imaging |
FR2883393B1 (fr) * | 2005-03-15 | 2007-09-07 | Centre Nat Rech Scient | Procede d'imagerie tridimensionnelle, installation mettant en oeuvre un tel procede, procede de configuration d'une telle installation, programme d'ordinateur mettant en oeuvre un tel procede |
US7694107B2 (en) * | 2005-08-18 | 2010-04-06 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Dynamic performance ratio proportionate distribution of threads with evenly divided workload by homogeneous algorithm to heterogeneous computing units |
US7646842B2 (en) * | 2005-09-23 | 2010-01-12 | General Electric Company | Methods and apparatus for reconstructing thick image slices |
EP1959835B1 (en) * | 2005-12-08 | 2018-11-14 | Koninklijke Philips N.V. | Systems and methods for scanning and data acquisition in computed tomography (ct) applications |
US20070297560A1 (en) * | 2006-03-03 | 2007-12-27 | Telesecurity Sciences, Inc. | Method and system for electronic unpacking of baggage and cargo |
DE102006055930A1 (de) * | 2006-11-27 | 2008-05-29 | Siemens Ag | Bildverarbeitungssystem zum Verarbeiten wenigstens eines Bild-Datensatzes mit einer schnellen Bildverarbeitungsvorrichtung und Verfahren zum Bildverarbeiten |
US8060696B2 (en) * | 2007-04-27 | 2011-11-15 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Positron emission tomography event stream buffering |
KR101096977B1 (ko) | 2008-09-08 | 2011-12-20 | 이재성 | 양전자 방출 단층촬영장치 및 그 단층촬영장치를 위한 섬광검출기 |
US8483461B2 (en) * | 2008-09-26 | 2013-07-09 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Diagnostic imaging system and method |
US10068331B2 (en) * | 2014-02-03 | 2018-09-04 | The United States Of America, As Represented By The Secretary, Department Of Health And Human Services | System and apparatus for real-time processing of medical imaging raw data using cloud computing |
CN104484232B (zh) * | 2014-08-11 | 2017-12-29 | 沈阳东软医疗系统有限公司 | 一种提高图像重建速度的方法及装置 |
KR102076527B1 (ko) * | 2014-08-27 | 2020-04-02 | 삼성전자주식회사 | 방사선 촬영 장치 및 방사선 촬영 장치의 제어 방법 |
CN104665861B (zh) * | 2014-12-30 | 2017-12-05 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | 一种移动ct扫描仪系统 |
CN106821406A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-06-13 | 上海联影医疗科技有限公司 | 医学成像系统 |
CN107240139A (zh) * | 2017-05-26 | 2017-10-10 | 上海联影医疗科技有限公司 | 一种图像重建方法 |
CN107330880B (zh) * | 2017-06-23 | 2021-05-11 | 上海联影医疗科技股份有限公司 | 一种医学图像数据的重建方法 |
US10403010B2 (en) * | 2017-09-19 | 2019-09-03 | General Electric Company | Methods and systems for reconstructing images |
CN109833050A (zh) * | 2018-07-20 | 2019-06-04 | 上海煜影光电科技有限公司 | X射线自动曝光控制系统及其控制方法 |
US11037338B2 (en) * | 2018-08-22 | 2021-06-15 | Nvidia Corporation | Reconstructing image data |
CN110755075B (zh) * | 2019-10-30 | 2023-07-25 | 上海联影医疗科技股份有限公司 | 磁共振成像方法、装置、设备和存储介质 |
US11921058B2 (en) * | 2021-10-12 | 2024-03-05 | Canon Medical Systems Corporation | Imaging system and data acquisition method and structure thereof |
US20240057955A1 (en) * | 2022-08-16 | 2024-02-22 | GE Precision Healthcare LLC | System and method for incorporating lidar-based techniques with a computed tomography system |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5159551A (en) | 1989-08-09 | 1992-10-27 | Picker International, Inc. | Prism architecture for ct scanner image reconstruction |
US5937202A (en) * | 1993-02-11 | 1999-08-10 | 3-D Computing, Inc. | High-speed, parallel, processor architecture for front-end electronics, based on a single type of ASIC, and method use thereof |
JP3174288B2 (ja) * | 1997-09-01 | 2001-06-11 | ジーイー横河メディカルシステム株式会社 | Ct画像作成方法およびx線ct装置 |
US6298112B1 (en) * | 1998-07-01 | 2001-10-02 | Ge Medical Systems Global Technology Co. Llc | Methods and apparatus for helical multi-frame image reconstruction in a computed tomography fluoro system including data communications over a network |
-
2002
- 2002-05-01 US US10/136,565 patent/US6907099B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-04-09 WO PCT/US2003/010890 patent/WO2003094116A1/en not_active Application Discontinuation
- 2003-04-09 AU AU2003226338A patent/AU2003226338A1/en not_active Abandoned
- 2003-04-09 JP JP2004502254A patent/JP2005523796A/ja not_active Withdrawn
- 2003-04-09 EP EP03747583A patent/EP1504418A1/en not_active Withdrawn
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009511872A (ja) * | 2005-10-05 | 2009-03-19 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 分布させた反復的画像再構成 |
JP2009077959A (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Toshiba Corp | 超音波画像診断装置およびその制御プログラム |
JP2009142500A (ja) * | 2007-12-14 | 2009-07-02 | Toshiba Corp | 医用機器、x線ct装置並びにデータ書込み方法 |
JP2011075552A (ja) * | 2009-10-01 | 2011-04-14 | Toshiba Corp | ポジトロン放射断層撮影システムとその情報処理方法、およびコンピュータ可読媒体 |
JP2011167241A (ja) * | 2010-02-16 | 2011-09-01 | Toshiba Corp | X線ct装置及び演算処理構成設定用制御プログラム |
JP2011156418A (ja) * | 2011-05-25 | 2011-08-18 | Toshiba Corp | 磁気共鳴イメージング装置 |
WO2015087889A1 (ja) * | 2013-12-13 | 2015-06-18 | 株式会社 日立メディコ | 磁気共鳴イメージング装置 |
JPWO2015087889A1 (ja) * | 2013-12-13 | 2017-03-16 | 株式会社日立製作所 | 磁気共鳴イメージング装置 |
JP2018510439A (ja) * | 2015-02-13 | 2018-04-12 | 武漢数字派特科技有限公司The Wuhan Digital Pet Co., Ltd | 探知器知能制御システムとその制御方法、及びpet装置 |
US10845830B2 (en) | 2015-02-13 | 2020-11-24 | The Wuhan Digital Pet Co., Ltd | Intelligent control system and control method for detector, and pet device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2003226338A1 (en) | 2003-11-17 |
US20030206609A1 (en) | 2003-11-06 |
US6907099B2 (en) | 2005-06-14 |
WO2003094116A1 (en) | 2003-11-13 |
EP1504418A1 (en) | 2005-02-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6907099B2 (en) | Method and apparatus for computed tomography imaging | |
JP5764069B2 (ja) | リストモードpet撮像における領域再構成及び定量的評価 | |
JP6541960B2 (ja) | X線コンピュータ断層撮影装置及び画像再構成方法 | |
US20090136096A1 (en) | Systems, methods and apparatus for segmentation of data involving a hierarchical mesh | |
Meng et al. | Ultrafast and scalable cone‐beam CT reconstruction using MapReduce in a cloud computing environment | |
US20080195843A1 (en) | Method and system for processing a volume visualization dataset | |
US20110081065A1 (en) | Centralized image reconstruction for tomographic imaging techniques in medical engineering | |
US20100186017A1 (en) | System and method for medical image processing | |
US20050226365A1 (en) | Radius-in-image dependent detector row filtering for windmill artifact reduction | |
Comtat et al. | The FAVOR algorithm for 3D PET data and its implementation using a network of transputers | |
Okitsu et al. | Accelerating cone beam reconstruction using the CUDA-enabled GPU | |
Reimann et al. | Cone beam tomography using MPI on heterogeneous workstation clusters | |
Reimann et al. | Parallel implementation of cone beam tomography | |
Käseberg et al. | OpenCL accelerated multi-GPU cone-beam reconstruction | |
Blas et al. | Parallel implementation of a x-ray tomography reconstruction algorithm based on mpi and cuda | |
Serrano et al. | Accelerated iterative image reconstruction for cone-beam computed tomography through Big Data frameworks | |
Held | Analysis of 3D Cone-Beam CT Image Reconstruction Performance on a FPGA | |
Van der Maar et al. | Experiences with Cell-BE and GPU for tomography | |
Langner et al. | Optimized list-mode acquisition and data processing procedures for ACS2 based PET systems | |
CN101241589B (zh) | 带有快速图像处理设备的图像处理系统以及图像处理方法 | |
Zhang et al. | Acceleration of maximum likelihood estimation for tomosynthesis mammography | |
Serrano et al. | Evaluation of the feasibility of making large-scale X-ray tomography reconstructions on clouds | |
Serrano et al. | Abella, M.(2020). Accelerated iterative image reconstruction for cone-beam computed tomography through Big Data frameworkse. Future Generation Computer Systems, 106, pp. 534-544. | |
Jimenez et al. | High performance graphics processor based computed tomography reconstruction algorithms for nuclear and other large scale applications. | |
Erberich et al. | Hospital integrated parallel cluster for fast and cost-efficient image analysis: clinical experience and research evaluation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060406 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20070111 |